УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

1. Устройство для уменьшения магнитного поля в области сварки, где дуговая сварка должна выполняться в присутствии внешнего магнитного поля, содержащее:
генератор магнитного поля для генерации противоположного магнитного поля в области сварки в ответ на входной ток;
датчик магнитного поля для считывания направления и величины внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в области сварки и выдачи сигнала датчика в ответ на считывание; и
контроллер, выполненный с возможностью приема сигнала датчика и управления входным током для генератора магнитного поля в ответ на сигнал датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки.
2. Устройство по п. 1, в котором генератор магнитного поля содержит сердечник, образованный из магнитного материала, и по меньшей мере одну катушку вокруг сердечника.
3. Устройство по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью управления входным током для генератора магнитного поля так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки до менее чем заданного порогового значения.
4. Устройство по п. 3, в котором контроллер выполнен с возможностью управления входным током для генератора магнитного поля так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки до менее чем 0,005 Т.
5. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором сердечник генератора магнитного поля определяет незамкнутый контур с полюсным наконечником на каждом конце.
6. Устройство по п. 5, в котором сердечник содержит пару противоположных полюсных наконечников, при этом между полюсными наконечниками образуется противоположное магнитное поле, и полюсные наконечники выполнены с возможностью удаления так, что могут использоваться различные конфигурации полюсных наконечников.
7. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором генератор магнитного поля образует две замкнутые магнитные цепи, при этом каждая цепь продолжается через по меньшей мере одну катушку, и при этом область сварки определена между цепями и в пределах одной из цепей.
8. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором генератор магнитного поля определяет заднюю плоскость для контакта с плоской поверхностью на обрабатываемой детали, подлежащей сварке, причем устройство включает в себя пару боковых удлинений, которые магнитно отделены от сердечника, размещенных при использовании так, чтобы продолжаться по существу перпендикулярно задней плоскости и по существу параллельно противоположному магнитному полю, и обеспеченных на соответственных сторонах области сварки в положениях, разнесенных по сторонам от нее в направлении, перпендикулярном внешнему магнитному полю.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором датчик магнитного поля содержит три ортогонально размещенных датчика магнитного поля, предпочтительно, устройства на эффекте Холла.
10. Устройство по п. 2, в котором контроллер выполнен с возможностью вычислять меру температуры катушки на основании входного тока в катушке и напряжения на ней, причем контроллер выполнен с возможностью прогнозировать, когда пороговое значение температуры, ассоциированное с катушкой, будет превышено, при этом прогноз вычисляется на основании текущей температуры катушки, входного тока и математической модели тепловой характеристики устройства.
11. Устройство по любому из пп. 1-4 для использования в установке по плавлению алюминия с последовательностью плавильных тигелей, соединенных вместе последовательно, с падением напряжения на каждом тигеле, выполненных с возможностью отведения соответствующего напряжения для входного тока для генератора магнитного поля от соответствующих точек вдоль последовательность плавильных тигелей.
12. Генератор магнитного поля для генерации противоположного магнитного поля в области сварки в ответ на входной ток, содержащий:
сердечник, образованный из магнитного материала; и
по меньшей мере одну катушку вокруг сердечника для приема входного тока,
причем генератор магнитного поля образует две замкнутые магнитные цепи, при этом каждая цепь продолжается через по меньшей мере одну катушку, и область сварки определена между цепями и в пределах одной из цепей.
13. Генератор магнитного поля по п. 12, причем генератор магнитного поля определяет вытянутое отверстие для размещения над и выравнивания с траекторией сварки при использовании.
14. Генератор магнитного поля по любому из пп. 12 и 13, причем генератор магнитного поля определяет заднюю плоскость для контакта с плоской поверхностью на обрабатываемой детали, подлежащей сварке.
15. Генератор магнитного поля по п. 14, в котором полюсные наконечники определяют противоположные концевые поверхности, по существу перпендикулярные и размещенные смежно к задней плоскости.
16. Генератор магнитного поля по п. 14, в котором каждый полюсный наконечник содержит суженный участок, выполненный так, что толщина полюсного наконечника, измеренная перпендикулярно задней плоскости, увеличивается с расстоянием от области сварки.
17. Генератор магнитного поля по любому из пп. 12 и 13, в котором сердечник определяет пару стрежней, которые продолжаются от соответственных полюсных наконечников, и причем каждый из пары стержней продолжается от соответственного полюсного наконечника в направлении, по существу параллельном задней плоскости.
18. Генератор магнитного поля по п. 17, в котором соответственная катушка расположена вокруг каждого стержня.
19. Генератор магнитного поля по п. 17, в котором сердечник включает в себя задний участок, который продолжается между стержнями в направлении, по существу параллельном противоположному магнитному полю, имеющий большее поперечное сечение, чем стержни, чтобы вмещать и внешнее и противоположное магнитные поля.
20. Генератор магнитного поля по любому из пп.12 и 13, причем генератор магнитного поля определяет отверстие для размещения над траекторией сварки при использовании, и на участке сердечника, окружающем отверстие, определен зазор, причем поверхности сердечника на каждой стороне зазора разделены немагнитным материалом в зазоре.
21. Способ уменьшения магнитного поля в области сварки, где дуговая сварка должна выполняться в присутствии внешнего магнитного поля, содержащий этапы, на которых:
считывают направление и величину внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в области сварки с помощью датчика магнитного поля;
выдают сигнал датчика от датчика магнитного поля в ответ на считывание;
принимают сигнал датчика в контроллере; и
управляют генератором магнитного поля с помощью контроллера в ответ на сигнал датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле в области сварки, которое
уменьшает магнитное поле в области сварки.
22. Способ по п. 21, в котором генератор магнитного поля поддерживают непрерывно в по существу одном и том же положении во время и между этапами считывания и управления.
23. Способ по п. 21, в котором этапы считывания и выдачи содержат этапы, на которых:
перемещают генератор магнитного поля из одной области сварки в другую вдоль заданной траектории сварки, при этом генератор размещают с возможностью генерации противоположного магнитного поля над траекторией сварки в каждой области сварки; и
считывают направление и величину внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в каждой области сварки с помощью датчика магнитного поля и выдают сигналы датчика от датчика магнитного поля в контроллер в ответ на считывание,
а этап управления содержит этапы, на которых:
повторяют перемещение генератора магнитного поля вдоль заданной траектории сварки; и
управляют генератором магнитного поля с помощью контроллера в ответ на сигналы датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле в каждой области сварки, которое уменьшает магнитное поле в каждой области сварки.
24. Способ по п. 23, в котором этап считывания включает в себя прием позиционных сигналов в контроллере, относящихся к положению генератора магнитного поля в каждой области сварки, причем позиционные сигналы генерируются акселерометром, установленным на генераторе магнитного поля.
25. Способ по любому из пп. 23 и 24, в котором этап повторения перемещения содержит этапы, на которых:
определяют с помощью контроллера, учитывая сигналы датчика, последовательность положений вдоль траектории сварки, в которых генератор магнитного поля должен быть размещен, во время осуществления сварки; и
перемещают генератор магнитного поля из одного положения в следующее положение вдоль траектории сварки после осуществления каждой соответственной операции сварки.