ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Источники питания, в которых последовательно с электрической сварочной дугой включен регулирующий ток транзистор, получили достаточное признание и применение для сварки на малых токах. Транзисторные источники используются при импульсной аргоно-дуговой сварке неплавящимся электродом металлов малых толщин, например, при сварке сильфонных соединений и тонкостенных трубок. При этом регулирующий транзистор выполняет роль параметрического стабилизатора амплитуды импульса тока, а также роль коммутирующего элемента.

Сущность способа импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом заключается в том, что сварочный ток модулируют так, что он работает по циклу "импульс-пауза". В течение импульса образуется сварочная ванна, а в течение паузы - ванна кристаллизуется. Во время пауз ток дуги поддерживается, как правило, от специального источника, назначение которого поддерживать канал дуги в ионизированном состоянии. Эту дугу обычно называют дежурной а источник -источником дежурного тока (см. рис. 1). Величина дежурного тока выбирается между двумя пределами: нижний предел ограничивается устойчивостью дуги; верхний предел ограничивается тем, что дежурная дуга не должна вызывать заметного плавления металла и не должна задерживать кристаллизацию сварочной ванны во время паузы. В результате к устойчивости и эластичности дуги при весьма малых токах (0 5-2а) предъявляются серьезные требования.

Рис. 1 Схема включения источников при сварке импульсной дугой неплавящимися электродами:

ИИТ - источник импульсного тока

ИДТ - источник дежурного тока

Значительное повышение эластичности дуги, оцениваемой длиной обрыва при растяжении, можно получить, формируя возрастающую внешнюю статическую характеристику источника.

При использовании такой внешней характеристики источника с увеличением длины дуги возрастает и ток дуги. Поэтому напряжение малоамперной дуги возрастает незначительно, т.е. от источника требуется невысокое напряжение холостого хода.

Рис. 2 Принципиальная электрическая схема источника питания дежурной дуги.

На рис. 2 показана принципиальная схема транзисторного источника питания возрастающая статическая характеристика которого формируется за счет положительной обратной связи по выходному напряжению. Источник питания содержит трехфазный трансформатор ТР1 и выпрямитель на диодах Д1 - Д6; регулирующий транзистор, состоящий из трех последовательно включенных транзисторов Т4 - Т6; цепь положительной обратной связи, состоящую из цепи задержки сигнала r3-c-r4 и усилителя на транзисторах Т1-Т3. В источнике имеется осциллятор последовательного включения.

Благодаря большой инерционности цепи задержки сигнала обратной связи динамические внешние характеристики источника - крутопадаюшие, с крутизной, обеспечиваемой параметрической стабилизацией тока регулирущим транзистором. Большая крутизна динамических внешних характеристик обеспечивает 'устойчивость дуги и её эластичность при колебаниях напряжения с большой скоростью за счет блуждения канала дуги.

Возрастающая статическая внешняя характеристика источника обеспечивает большую эластичность дуги при колебаниях напряжения дуги с малой скоростью (за счет изменения длины дуги).

На устойчивость дуги при питании её от источника с возрастающей внешней характеристикой большое внимание оказывает постоянная времени в цепи обратной связи. Чем больше величина постоянных времени r3С и r4С, тем устойчивее дуга. Эти величины должны быть значительно больше, чем время переходных процессов в дуге, протекающих с большой скоростью. Поэтому указанные постоянные времени должны быть больше времени цикла «импульс-пауза» импульсного режима сварки.

Обратная связь источника проявляется только при медленных изменениях параметров дуги (обгорание электрода, увеличение длины дуги из-за "ухода" стыка, ухудшение эмиссионной способности электрода и т.п.), поддерживая разряд на нижнем возможном пределе существования дугового разряда. Зажигание дуги может производиться не только осциллятором, но и кратковременным замыканием дугового промежутка, со временем замыкания меньше постоянной времени цепей обратной связи.

Применение транзисторного источника питания данной конструкции позволило значительно увеличить устойчивость дуги при весьма малых токах и снизить расход электроэнергии.