Устройство для возбуждения и стабилизации сварочной дуги
DEVICE FOR EXCITATION AND STABILIZATION OF WELDING ARC

Изобретение относится к области электросварки и может быть использовано для возбуждения и стабилизации дуги.
Для возбуждения и стабилизации дуги применяются специальные устройства, представляющие собой ВЧ генераторы высоковольтных импульсов - осцилляторы [М.И. Закс и др. // Трансформаторы для электродуговой сварки. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд. - 1988. - 136 с.]. По способу включения в сварочную цепь осцилляторы подразделяют на устройства последовательного включения и устройства параллельного включения. Устройства параллельного включения в основном работают по схеме одиночных синхронизированных импульсов и требуют дополнительных сложных схем защиты от высоковольтного пробоя полупроводниковых элементов выходного каскада источников питания сварочной дуги. К устройствам последовательного включения относятся осцилляторы, которые, работая совместно с источниками питания дуги, обеспечивают ее возбуждение и дальнейшую стабилизацию наложением тока высокого напряжения (3000-6000 В) и высокой частоты (0,2-2 МГц) на сварочный ток посредством сериесного трансформатора, включенного в сварочную цепь.
Из уровня техники известно устройство [TAGUCHI TAKESHI «ARC WELDER» JPS 61140371 A, B23K 9/06, 27.06.1986.] - прототип. Высокочастотная опорная дуга обеспечивает надежное зажигание и спокойное горение рабочей дуги при малых сварочных токах (1-10 А) основного источника питания. При больших сварочных токах (10-100 А) сериесный трансформатор переходит в режим насыщения магнитопровода и трансформация ВЧ импульсов в сварочную цепь прекращается, опорная дуга гаснет. Для устранения влияния токов подмагничивания и насыщения магнитопровода сериесного трансформатора необходима разработка схемотехнических решений, повышающих эффективность работы осциллятора.
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства, которое позволяет возбуждать и в непрерывном режиме стабилизировать горение дуги при любых сварочных токах.
Технический результат достигается за счет использования сериесного трансформатора с синфазными вторичными силовыми обмотками, а коммутация со сварочной дугой осуществляется через индуктивно-емкостной фильтр. Принципиальная электрическая схема устройства для возбуждения и стабилизации дуги представлена на фиг. 1. Цифрами обозначены: (1) - осциллятор; (2) - сериесный трансформатор; (3) - индуктивно-емкостной фильтр; (4) - сварочный выпрямитель; (5) - деталь; (6) - горелка.
Устройство работает следующим образом: генератор импульсов в составе осциллятора (1) через сериесный трансформатор (2) индуцирует ВЧ ЭДС во вторичных обмотках, выполненных синфазно так, что в дифференциальном режиме работы магнитные потоки, возникающие при протекании сварочного тока, вычитаются, исключая режим насыщения магнитопровода, что позволяет трансформировать ВЧ ЭДС. Индуктивно-емкостной фильтр (3) служит для защиты сварочного выпрямителя (4), шунтированного емкостью С1; предотвращения короткого замыкания вторичной обмотки, шунтированной емкостью С2, включением в цепь индуктивности L. Емкость С2 подводит ВЧ ЭДС к сварочной дуге, возникающей между деталью (5) и горелкой (6). Осциллятор благодаря такой схеме включения обеспечивает надежное возбуждение и стабилизацию дугового разряда при любых сварочных токах.