способ формирования напряжения при электродуговой сварке и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ формирования напряжения при электродуговой сварке, заключающийся в подаче на дуговой промежуток от вторичной обмотки силового трансформатора источника питания через мостовой выпрямитель исходного переменного напряжения, равного напряжению горения дуги, сложении его с дополнительным переменным напряжением, которое снимают с вторичной обмотки дополнительного трансформатора, получая напряжение зажигания дуги, и последующее снижение дополнительного переменного напряжения до величины напряжения устойчивого горения дуги, которое осуществляют в момент зажигания дуги с помощью дополнительного трансформатора, отличающийся тем, что для снижения величины дополнительного переменного напряжения в момент зажигания дуги до величины напряжения горения дуги вторичную обмотку дополнительного трансформатора подключают между одним из выводов вторичной обмотки силового трансформатора и общей точкой двух последовательно соединенных диодов, присоединенных к выходу мостового выпрямителя.

2. Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке, содержащее источник переменного напряжения, представляющий собой силовой трансформатор, выходная обмотка которого соединена с входом диодного мостового выпрямителя, к выходу которого присоединены два последовательно соединенных диода, образующие с одной из его пар диодов мостовой выпрямитель для получения на его выходе напряжения зажигания дуги, дроссель, присоединенный одним своим выводом к одному из выходов диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и дополнительный источник переменного напряжения в виде дополнительного трансформатора, отличающееся тем, что первый вывод вторичной обмотки дополнительного трансформатора соединен с одним из выводов вторичной обмотки силового трансформатора, а второй вывод вторичной обмотки дополнительного трансформатора соединен с общей точкой двух последовательно соединенных диодов, при этом первичная обмотка дополнительного трансформатора соединена параллельно с первичной или вторичной обмоткой силового трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочной технике.

Известен способ формирования напряжения при электродуговой сварке и устройство для его осуществления (патент № 2247013, В23K 9/06, опубл. Бюл. № 6, 2005 г.), заключающийся в подаче от источника питания переменного напряжения, равного напряжению горения дуги, сложение его с исходным напряжением до величины, соответствующей напряжению зажигания дуги, и последующее снижение исходного напряжения до величины напряжения устойчивого горения дуги с помощью реактивного элемента.

Недостатком указанного способа является наличие реактивного элемента. Недостатком устройства? реализующего указанный способ, является также наличие реактивного элемента.

Задачей изобретения является сокращение количества элементов, повышение надежности устройства, повышение стабильности зажигания и горения дуги и уменьшение расхода электроэнергии.

Технический результат от использования изобретения заключается в сокращении количества элементов, повышении надежности устройства, а также повышении КПД устройства, стабильности зажигания и горения дуги в процессе сварки независимо от качества применяемых электродов и квалификации сварщика.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования напряжения при электродуговой сварке, заключающемся в подаче от вторичной обмотки силового трансформатора источника питания через мостовой выпрямитель исходного переменного напряжения, равного напряжению горения дуги, сложении его с дополнительным переменным напряжением, которое снимают с вторичной обмотки дополнительного трансформатора, получая напряжение зажигания дуги, и последующем снижении дополнительного переменного напряжения до величины напряжения горения дуги, которое осуществляют в момент зажигания дуги с помощью дополнительного трансформатора.

Технический результат достигается также тем, что устройство для осуществления указанного способа, содержащее источник переменного напряжения, представляющий собой силовой трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом диодного мостового выпрямителя, к выходу которого присоединены два последовательно соединенных диода, образующие с одной из его пар диодов мостовой выпрямитель для получения на его выходе напряжения зажигания дуги, дроссель, присоединенный одним своим выводом к одному из выходов диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, снабжено дополнительным источником переменного напряжения в виде дополнительного трансформатора, включенного таким образом, что первый вывод вторичной обмотки дополнительного трансформатора соединен с одним из выводов вторичной обмотки силового трансформатора, а второй вывод вторичной обмотки дополнительного трансформатора соединен с общей точкой двух последовательно соединенных диодов, при этом выводы первичной обмотки дополнительного трансформатора соединены параллельно с первичной или вторичной обмотки силового трансформатора.

На фиг.1 представлена вольтамперная характеристика, поясняющая реализацию способа.

На фиг.2 показана схема устройства для формирования напряжения.

На фиг.3 приведен вариант подключения дополнительного трансформатора.

Способ формирования напряжения при электродуговой сварке реализован следующим образом. От вторичной обмотки силового трансформатора источника питания подают исходное переменное напряжение, величиной U1 (фиг.1), равной напряжению горения дуги, и дополнительное переменное напряжение величиной U2, после сложения его с исходным переменным напряжением U1 получается переменное напряжение, обеспечивающее условия зажигания дуги, которое подается на дуговой промежуток через мостовой выпрямитель. Одновременно напряжение U1 тоже подается на дуговой промежуток через мостовой выпрямитель, и в момент зажигания (момент касания электродом свариваемой детали) напряжение U2 снижают до величины U1, равной напряжению горения дуги. Выбирая величину исходного переменного напряжения U1, равную напряжению горения дуги, а дополнительное переменное напряжение U2 такой величины, чтобы при сложении его с напряжением U1 получалось напряжение, равное напряжению зажигания дуги, и уменьшение напряжения U2 до величины напряжения горения дуги в момент зажигания дуги с помощью дополнительного трансформатора, при протекании через него тока зажигания дуги, значительно меньшего, чем сварочный ток, сокращаются потери энергии на поддержание горения дуги.

Устройство для формирования напряжения при электродуговой сварке включает силовой трансформатор 1 (фиг.2), диодный мостовой выпрямитель, состоящий из диодов 2, 3, 4, 5, вход которого подключен к вторичной обмотке силового трансформатора 1, дроссель 6, присоединенный одним своим выводом к одному из выходов диодного мостового выпрямителя, а другим - к выходу устройства, и дополнительный трансформатор 9, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с одним из выводов вторичной обмотки силового трансформатора, при этом к выходу диодного мостового выпрямителя присоединены два последовательно соединенных диода 8 и 9, образующие с одной из его пар диодов 2 и 3 мостовой выпрямитель для получения на его выходе напряжения зажигания дуги, а общая точка диодов подключена ко второму выводу вторичной обмотки дополнительного трансформатора 9, выводы первичной обмотки которого соединены параллельно с первичной или вторичной обмоткой силового трансформатора источника питания.

Устройство работает следующим образом. От вторичной обмотки силового трансформатора 1 (фиг.2) на вход диодного мостового выпрямителя подают исходное переменное напряжение U1, величина которого соответствует напряжению горения дуги, и с помощью диодов 2, 3, 4, 5 производят его выпрямление и подают на дуговой промежуток через дроссель 6. С вторичной обмотки дополнительного трансформатора 9 снимают переменное напряжение U2, которое складывается с переменным напряжением U1 и подается на вход мостового выпрямителя, состоящего из диодов 2, 3, 8, 9, на выходе которого получают напряжение, соответствующее напряжению зажигания дуги. При касании электродом детали (момент зажигания) через дополнительный трансформатор 9 протекает ток зажигания дуги, создающий понижение напряжения на вторичной обмотке, в результате на выходе мостового выпрямителя, состоящего из диодов 2, 3, 8, 9, напряжение уменьшается до величины, равной напряжению горения дуги. В этот момент открываются диоды 2, 3, 4, 5 и напряжение на выходе мостового выпрямителя поддерживается равными напряжению горения дуги.

Таким образом, использование исходного переменного напряжения от вторичной обмотки силового трансформатора 1, равного напряжению горения дуги, сложение его с дополнительным напряжением до получения напряжения зажигания дуги, сформированного с помощью дополнительного трансформатора, и снижение его до величины напряжения горения дуги, достигаемое за счет уменьшения напряжения на вторичной обмотке дополнительного трансформатора, приводит к сокращению потери энергии при работе предлагаемого устройства. Причем при регулировании величины сварочного тока изменяется напряжение горения дуги, при этом напряжение зажигания дуги остается постоянным.

Пример. В качестве силового источника питания использовали однофазный тороидальный трансформатор с напряжением U1=30 В, с помощью дополнительного трансформатора с выходным напряжением U2=28 В формируют напряжение U=58 В, после выпрямления которого оно повышалось до величины 67 В, равной напряжению зажигания. В процессе зажигания дуги оно снижалось до 30 В.

Мощность, выделяемая в дуге, составила 8,3 кВт, при КПД устройства 89%.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить надежность устройства, стабильность зажигания и горения дуги, уменьшить число элементов устройства и снизить потери электроэнергии.