PL168119B1 - Spawarka do spawania elektrodą otuloną i elektrodą nietopliwą z inwertorowymzasHaczemUiku spawalniczego - Google Patents

Abstract

1. Spawarka do spawapia jlekleody olulopy i elektrody pielopliwy z ipwerlorowym zasilaczem łuku spawalpiczego, znamienna tym, że do obwodu regulacji prądu zasilacza włyczopo elemepl pielipiowy (6), pa klórego wejście podapo sygpał proporcjopalpy papięciu wyjściowemu zasilacza, przy czym sygpał z wyjścia elemeplu pielipiowego podawapyjesl ze zpakiem ujempym do węzła sumacyjpego (7) obwodu sprzężepia zwrolpego wraz dodalpim sygpałem zadapia prydu wyjściowego z obwodu zadapia prydu (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest spawarka do spawania elektrodami otulonymi i elektrodą nietopliwą w osłonie gazu obojętnego, należąca do kategorii elektrycznych urządzeń spawalniczych.

Ze względu na zbliżone charakterystyki źródeł zasilania, powszechnie stosowane jest wykonywanie spawarek jako urządzeń do spawania obiema wymienionymi metodami. Cechą wspólną dla wymienionych metod jest prądowa charakterystyka źródła zasilania w zakresie roboczych napięć łuku spawalniczego. Różnica charakterystyk zasilania dotyczy obszaru jednostkowych wielkości napięć wyjściowych. W rozwiązaniach stosowanych przez uznane firmy światowe takie jak FRONIUS, ESA8, KEMPPI, CASTOLIN, oraz innych stosuje się kształtowanie charakterystyki wyjściowej z nieliniowym napięciowym dodatnim sprzężeniem zwrotnym, co wyeksponowane jest w opisach technicznych urządzeń i jako cecha wyróżniająca określana bywa często jako arc force. Dla spawania elektrodą nietopliwą w osłonie gazu obojętnego owo kształtowanie charakterystyki nie jest uaktywnione. Istnienie takich charakterystyk potwierdzają, uwidocznione obok prądowych, napięciowe sprzężenia zwrotne w opisach patentowych inwertorowych urządzeń spawalniczych EP-78252, EP-72683 i w rzeczywistości oznaczają one opisane powyżej kształtowanie charakterystyk. Inną metodą oddziaływania na charakterystykę źródła zasilania przy spawaniu elektrodami otulonymi jest stosowanie układu przeciwprzyklejeniowego, określonego często jako antystick, ograniczającego prąd zwarcia do wartości minimalnej. Rozwiązanie takie stosowane jest na przykład w spawarkach produkowanych przez producentów krajowych. Podobnie jak w poprzednio opisanym rozwiązaniu, dla spawania elektrodą nietopliwą w osłonie gazu obojętnego, oddziaływam ło uie yest uaktymnee . Isttnny cechy spawrreł teou tyuu jetł konieczność zapewnienia dużych napięć biegu jałowego w stosunku do napięć roboczych. W wielu spawarkach, a w szczególności w spawarkach dwertorowych, jest to niedogodne ze względu na kształt prądu w obwodach siłowych. Stąd też, powszechnie stosuje się dodatkowe źródła zasilania o małej wydajności, co na przykład uwidoczniono w opisie patentowym US-4950064 dotyczącym sposobu cnicjacec łuku spawalniczego przy spawaniu elektrodą ne^pl^ą. Częstokroć, niezależnie od powyższego i z zupełnie innych powodów, podstawowe źródła zasilania w spawarkach mają zapas napięciowy w stosunku do umownego napięcia spawania. Oznacza to, ze prąd spawania jest stały przy wydłużaniu łuku spawalniczego, nawet przy napięciach wyższych od napięć umownych.

Wypadkowa charakterystyka wyjściowa rzutuje też na powszechnie stosowany sposób automatycznego ^owa^n ua awawką łą py uy awanin uu ektrorą łą uloną. y. yCwJyeue niżnie ue pięiiaia

168 119 wyjściowego poniżej pewnej wartości powoduje załączenie źródła zasilania, zaś chwilowy wzrost napięcia powyżej pewnej wartości powoduje jego wyłączenie. Rozwiązanie takie stosują zarówno producenci krajowi, jak i wymienione powyżej firmy zagraniczne. Działanie takie na przykład opisano w zgłoszeniu patentowym EP-380376, a jego stosowanie narzuca wymóg norm bezpieczeństwa, na przykład obowiązującej w Europie normy EN-60-974-1.

W spawarce według wynalazku zastosowano inwertorowy zasilacz łuku spawalniczego, którego napięcie biegu jałowego jest znacznie wyższe od napięcia już przy minimalnym obciążeniu roboczym. W układzie regulacji przetwornicy, do podstawowego obwodu ujemnego prądowego sprzężenia zwrotnego wprowadzono nieliniowe ujemne sprzężenie napięciowe, działające w obszarze powyżej umownych napięć odpowiadającym spawaniu elektrodą otuloną. Dzięki temu w pewnym zakresie napięć i prądów wyjściowych następuje załamanie prądowych charakterystyk prądowych, co oznacza zmniejszanie prądu przy wydłużaniu łuku spawalniczego oraz pośrednio ograniczenie mocy wyjściowej. Ponadto w spawarce według wynalazku, mimo różnych wymagań charakterystyk urządzenia, zastosowano ograniczenie prądu przy zwarciu do obydwu metod spawania, z tym że zarówno wielkość napięcia, przy którym następuje zadziałanie ograniczenia, czas zwłoki zadziałania i wielkość prądu zwarcia uzależniono od metody spawania, a sam układ ograniczenia włączono do obwodu regulacji przetwornicy.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania, przedstawionym w postaci schematu funkcjonalnego spawarki.

Prostownik sieciowy 1 i przetwornica 2 stanowią obwód siłowy zasilacza inwertorowego. Przetwornica pracuje z ujemnym prądowym sprzężeniem zwrotnym, gdzie sygnał z węzła pomiaru prądu wyjściowego 5 podawany jest ze znakiem ujemnym do węzła sumacyjnego 8, w którym porównywany jest z przetworzonym sygnałem zadania prądu wyjściowego. Sygnał z węzła sumacyjnego 8 po przetworzeniu w regulatorze analogowym typu PIO 9, podawany jest na wejście modulatora szerokości impulsów 10, wyjście którego steruje przetwornicą 2. Przebieg prądu wyjściowego formowany jest w układzie zadawania przebiegu 12, sterowanego układem manipulacyjnym 11. Załączanie i wyłączanie spawarki odbywa się poprzez blokowanie sygnału zadania w węźle sumacyjnym 8. Do tego celu służy układ zawierający element pamięci w postaci przerzutnika R-S 17, przełączanego sygnałami z wyjścia układów progowych 13 i 15, na wejścia których podano sygnał proporcjonalny napięciu wyjściowemu z filtra 4. Sygnał z wyjścia układu progowego 13 wyłącza zasilacz po czasie określonym opóźnieniem układu opóźniającego 14, zaś iloczyn logiczny sygnału z wyjścia układu progowego 15 i sygnału z układu manipulacyjnego 11 załącza zasilacz. Niezależnie od ujemnego prądowego sprzężenia zwrotnego, sygnał proporcjonalny napięciu wyjściowemu z filtra 4 podano ze znakiem ujemnym, poprzez element nieliniowy 6, do wejścia węzła sumacyjnego 7, na który podany jest również sygnał zadania prądu z układu zadawania przeoiegu 12. Dzięki takiemu połączeniu realizowane jest kształtowanie określonych charakterystyk wyjściowych w pewnym zakresie napięć i prądów. Ponadto sygnał z wyjścia układu progowego 15 po opóźnieniu w układzie opóźniającym 9, podawany jest ze znakiem ujemnym do węzła sumacyjnego 7, w celu ograniczenia prądu wyjściowego do wielkości minimalnej. W zależności od metody spawania ulegają zmianie: minimalna wielkość prądu wybrana na przełączniku 18, próg zadziałania układu progowego 15 oraz wielkość opóźnienia układu opóźniającego 9, co pozwala na stosowanie ograniczenia prądu w odniesieniu do obydwu metod spawania.

168 119

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz

Cena 150 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Spawarka do spawania elektrodą otuloną i elektrodą nietopliwą z inwertorowym zasilaczem łuku spawalniczego, znamienna tym, że do obwodu regulacji prądu zasilacza włączono element nieliniowy /6/, na którego wejście podano sygnał proporcjonalyy napicciu wyjściowemu zasilacza, przy czym sygnał z wyjścia elementu nieliniowego podawany jest ze znakiem ujemnym do węzła sumacyjnego /7/ obwodu sprzężenia zwrotnego wraz dodatnim sygnałem zadania prądu wyjściowego z obwodu zadania prądu /12/.
2. 2. Spawarka według zastrz. 1, znamienna tym, że linia wyboru metody spawania /GTA/MMA/ steruje progiem zadziałania układu progowego /15/, na którego wejście podano sygnał proporcjonalny napięciu wyjściowemu, wielkością opóźnienia sygnału z układu progowego /15/ w układzie opóźniającym /9/ dołączonym do ujemnego wejścia węzła sumacyjnego /7/ obwodu sprzężenia zwrotnego zasilacza, oraz położeniem przełącznika wielkości minimalnej prądu wyjściowego /18/.