Трехфазная электрическая сварка

Улучшение качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока достигается за счет того, что осуществляют сварку с двумя зависимыми и одной независимой дугами переменного тока, горящими в среде инертного газа. Фазные токи, по крайней мере, зависимых дуг в электродах и изделии имеют форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности. В каждый момент времени горят не менее двух дуг. Ширина прямоугольных импульсов прямой полярности с изделия на электрод меньше ширины импульсов обратной полярности с электрода на изделие.

Известен способ сварки трехфазной дугой. В трехфазную систему питания включаются два электрода в две фазы и деталь в третью фазу. В этом случае горят три дуги: две дуги между электродами и деталью, а третья дуга между электродами. Исследования показали, что эта третья дуга, являясь по отношению к детали независимой дугой, горит или по воздушному промежутку между электродами, или же отдувается и горит, касаясь детали. Непрерывное горение трехфазной дуги позволяет снизить напряжение источника тока.

Сварка трехфазной дугой имеет ряд технологических преимуществ по сравнению со сваркой однофазной дугой. Производительность сварки повышается в 2-3 раза за счет двух электродов и дополнительной присадки, укладываемой в разделку шва. Изменяя химический состав электродов и присадочного металла, можно получить наплавленный металл различного состава.

При сварке трехфазной дугой имеет место переменное (в различных местах ванны) воздействие давления дуги на расплавленный металл. Это вызывает энергичное вращение и перемешивание расплавленных металла и шлака, которые способствуют более полному протеканию реакций и освобождению металла от газовых и неметаллических включений. Более медленное затвердевание расплавленного металла обеспечивает выход из него газов, что повышает механические и антикоррозионные свойства соединения.

Сварка трехфазной дугой обеспечивает экономию электроэнергии от 5 до 40%. Устойчивость и непрерывность горения дуги дает возможность применять сварку при пониженном напряжении во внешней сети.

Широкое применение сварка трехфазной дугой получила в следующих случаях:

1. В конструкциях с большим объемом наплавленного металла.

2. В соединениях, требующих глубокого проплавления, а также при сварке без скоса кромок стыковых и угловых соединений машиностроительных конструкций.

3. В тяжелом и транспортном машиностроении при сварке легированных сталей, требующих регулирования глубины проплавления.

Металл нагревается непрерывно, поскольку постоянно существует одна из трех совокупных дуг - одной независимой дуги, горящей между вольфрамовыми электродами, и двух зависимых дуг, горящих между изделием и электродами.

Недостатком известных способа и устройства является недостаточно высокая эффективность процесса сварки.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами источника питания в широком диапазоне регулирования сварочного тока.

Источник питания для дуговой сварки позволяет сформировать оптимальную выходную характеристику следующим образом. Измеренное среднее значение тока на выходе каждого инвертора сравнивается с напряжением задания, полученным в результате перемножения напряжения уставки тока и управляющего сигнала, причем в качестве управляющего сигнала используется результат вычитания выходного напряжения и заданного фиксированного напряжения. Частота смены полярности и величина амплитуды импульсов как прямого, так и обратного регулируется с пульта управления. Такая форма кривых фазных токов обеспечивает почти мгновенный переход с одной полярности на другую через «ноль». Именно этот эффект в сочетании с тем, что в одном факеле горят одновременно не менее двух дуг, обеспечивая непрерывность ионизации дугового промежутка, позволил получить гибкую и совершенную регулировку параметров и устойчивость горения.

Способ дуговой сварки трехфазной дугой включает сварку в среде инертного газа и использование двух зависимых дуг между изделием и каждым из неплавящихся электродов и одной независимой дуги между неплавящимися электродами переменного тока. Каждую из дуг питают от отдельной фазы трехфазного тока. В каждый момент времени обеспечивают горение не менее двух дуг. По крайней мере, зависимые дуги питают фазными токами, имеющими форму прямоугольных импульсов прямой и обратной полярности регулируемой частоты и амплитуды.