Устройство для управления процессом дуговой приварки шпилек

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДУГОВОЙ ПРИВАРКИ ШПИЛЕК(72) Авторы Радченко Александр Адамович Селицкий Вячеслав Станиславович Торпачев Сергей Петрович(57) Устройство для управления процессом дуговой приварки шпилек, содержащее силовой и коммутирующий тиристоры, катоды которых объединены и подключены к первому выводу источника питания, тиристор вспомогательной дуги и резистор, соединенные последовательно и подключенные параллельно силовому тиристору, коммутирующий конденсатор, одним выводом соединений с анодом коммутирующего тиристора, причем управляющие электроды всех тиристоров соединены с блоком выдержки времени через блок управления тиристорами, дополнительный тиристор, токоограничительный резистор и два ключа, при этом параллельно резистору подключены последовательно соединенные первый ключ и дополнительный тиристор, катод дополнительного тиристора через коммутирующий конденсатор, второй ключ и токоограничительный резистор соединен со вторым выводом источника питания, а управляющий электрод дополнительного тиристора соединен с блоком управления тиристорами, отличающееся тем, что дополнительно введены транзистор и защитный диод, соответственно эмиттер и катод которых соединены со вторым выводом источника питания, разделительный конденсатор, первый вывод которого 21232005.09.30 соединен с базой транзистора и анодом защитного диода, нагрузочный и зарядный резисторы, первые выводы которых соединены с первым выводом источника питания, второй вывод зарядного резистора с разделительным конденсатором и анодом силового тиристора, ключ запуска, включенный в разрыв цепи управляющего электрода тиристора вспомогательной дуги, причем вход ключа запуска подключен к выводу блока управления тиристорами, выход - к управляющему электроду тиристора вспомогательной дуги, а управляющий вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора и коллектором транзистора.(56) 1. А.с. СССР 1606277, 1990 // Бюл.42. Полезная модель относится к сварочной технике и может быть применена для дуговой приварки шпилек. Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления дуговой приварки шпилек 1, содержащее силовой и коммутирующий тиристоры, катоды которых объединены и подключены к первому выводу источника питания, тиристор вспомогательной дуги, резистор, соединенные последовательно и подключенные параллельно силовому тиристору, коммутирующий конденсатор, одним выводом соединенный с анодом коммутирующего тиристора, причем управляющие электроды всех тиристоров через блок управления тиристорами соединены с блоком выдержки времени, дополнительный тиристор, токоограничительный резистор и два ключа, при этом параллельно резистору подключены последовательно соединенные первый ключ и дополнительный тиристор, катод дополнительного тиристора через коммутирующий конденсатор, второй ключ и токоограничительный резистор соединен со вторым выводом, а управляющий электрод дополнительного тиристора соединен с блоком управления тиристорами. Недостатками устройства являются повышенные энергозатраты, вызванные необходимостью подачи сварочного тока до момента отрыва шпильки от изделия, а также протекание тока короткого замыкания при неисправности механизма перемещения шпильки. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, - повышение надежности устройства и экономичности процесса дуговой приварки шпилек. Технический результат выражается в отсутствии сварочного тока до момента отрыва шпильки от изделия в начале процесса приварки и невозможности запуска цикла приварки при нарушении нормальной работы сварочного пистолета. Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее силовой и коммутирующий тиристоры, катоды которых объединены и подключены к первому выводу источника питания,тиристор вспомогательной дуги и резистор, соединенные последовательно и подключенные параллельно силовому тиристору, коммутирующий конденсатор, одним выводом соединений с анодом коммутирующего тиристора, причем управляющие электроды всех тиристоров соединены с блоком выдержки времени через блок управления тиристорами,дополнительный тиристор, токоограничительный резистор и два ключа, при этом параллельно резистору подключены последовательно соединенные первый ключ и дополнительный тиристор, катод дополнительного тиристора через коммутирующий конденсатор,второй ключ и токоограничительный резистор соединен со вторым выводом источника питания, а управляющий электрод дополнительного тиристора соединен с блоком управления тиристорами, дополнительно введены транзистор и защитный диод, соответственно эмиттер и катод которых соединены со вторым выводом источника питания, разделительный конденсатор, первый вывод которого соединен с базой транзистора и анодом защитного диода, нагрузочный и зарядный резисторы, первые выводы которых соединены с первым выводом источника питания, второй вывод зарядного резистора с разделительным конденсатором и анодом силового тиристора, ключ запуска, включенный в разрыв цепи управляющего электрода тиристора вспомогательной дуги, причем вход ключа запуска подключен к выводу блока управления тиристорами, выход - к управляющему электроду 2 21232005.09.30 тиристора вспомогательной дуги, а управляющий вывод соединен со вторым выводом нагрузочного резистора и коллектором транзистора. На фигуре приведена электрическая схема устройства для управления процессом дуговой приварки шпилек. Устройство для управления дуговой приварки шпилек содержит блок выдержки времени 1, блок управления тиристорами 2, силовой тиристор 3, включающий основной сварочный ток, резистор 4 и тиристор вспомогательной дуги 5, соединенные последовательно, коммутирующий конденсатор 6, коммутирующий тиристор 7, первый ключ 8,дополнительный тиристор 9, второй ключ 10, и токоограничительный резистор 11, транзистор 12, защитный диод 13, нагрузочный резистор 14, подающий питание на транзистор,зарядный резистор 15, разделительный конденсатор 16. Устройство работает следующим образом. Привариваемая шпилька, закрепленная в размещенном на поверхности изделия сварочном пистолете с кнопкой и электромагнитом (на фигуре не показаны), имеет с изделием контакт, обеспечивающий электрическое соединение линий - между собой (фигура). Нажатием кнопки на сварочном пистолете обеспечивается электрическое соединение линий -, в результате чего блок выдержки времени 1 включается и выдает управляющий сигнал на замыкание ключей 8 и 10. Одновременно с выхода блока выдержки времени 1(линии е, ) подается напряжение на электромагнит сварочного пистолета, который втягивает шпильку и разрывает электрический контакт между шпилькой и изделием (электрическое разъединение линий -).этого момента начинается заряд разделительного конденсатора 16 от источника питания (линии а-) по цепи первый вывод разделительного конденсатора 16, переход база-эмиттер транзистора 12, источник питания (линии а-), зарядный резистор 15, второй вывод разделительного конденсатора 16. Ток заряда разделительного конденсатора 16 протекает через переход база-эмиттер транзистора 12 и открывает его, в результате чего с линиичерез открытый транзистор 12 подается сигнал на управляющий вывод ключа запуска 17, который открывается и пропускает сигнал с блока управления тиристорами 2 на управляющий электрод тиристора вспомогательной дуги 5. После открытия тиристора вспомогательной дуги 5 напряжение источника питания подается на шпильку, происходит электрический пробой образовавшегося промежутка между шпилькой и изделием и зажигание вспомогательной малоамперной сварочной дуги между шпилькой и изделием, величина тока которой пропорциональна сопротивлению резистора 4. Одновременно с открытием тиристора вспомогательной дуги 5 начинается заряд коммутирующего конденсатора 6 от источника питания (линии а-). По истечении времени,достаточного для заряда коммутирующего конденсатора 6, блок выдержки времени 1 размыкает ключи 8 и 10, а блок управления тиристорами 2 подает управляющий сигнал на открытие силового тиристора 3. После открытия силового тиристора 3 зажигается основная сварочная дуга. По истечении времени, заданного режимом сварки, блок выдержки времени 1 размыкает цепь питания электромагнита, а через время, достаточное для внедрения шпильки в изделие под действием пружины, размещенной в сварочном пистолете,подает через блок управления тиристорами 2 управляющий сигнал на открытие соответственно коммутирующего и дополнительного тиристоров 7 и 9 и снимает сигнал управления с силового тиристора 3. Открывшиеся соответственно коммутирующий и дополнительный тиристоры 7 и 9 подают с коммутирующего конденсатора 6 на силовой тиристор 3 напряжение, равное напряжению холостого хода источника питания с полярностью,противоположной полярности напряжения на силовом тиристоре 3. Когда ток, протекающий через силовой тиристор 3, станет меньше тока удержания тиристора в открытом состоянии, силовой тиристор 3 закроется и протекание тока в сварочной цепи прекратится. На этом цикл приварки шпилек заканчивается. Преимущество предлагаемого устройства для управления процессом дуговой приварки шпилек перед прототипом заключается в его высокой надежности и экономичности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.