199723. lajstromszámú szabadalom • Váltakozó áramú fogyóelektródás ívhegesztő berendezés
HU 199723 A 4 Mind váltakozóáramú, mind egyenáramú fogyóelektródás ív hegesztés során fémrészecskék jutnak, ill. rakódnak át egyik helyről a másikra a 3 ívszakaszon keresztül. A fémrészecskék átjutása vagy 3 ívszakaszon szabadon átrepülő fémcsepp formájában, a 3 ívszakasz rövidzárása nélkül, vagy pedig a 3 ívszakasz rövidrezárásával, az elektródáról a folyékony olvadékba történő átjutásával zajlik le. Kísérleteink azt mutatták, hogy váltakozóáramú hegesztés során a 3 ívszakasz rövidzárása a hegesztőáram nullátmenetének pillanatában a legvalószínűbb. Ez arra vezethető vissza, hogy a hegesztőáram nullátmenetének pillanatában a hegesztőáram átmenetével kapcsolatban álló, a megolvadt fémcseppre, valamint a folyékony fémolvadékra ható elektromágneses erők hatása megszűnik. A nehézségi erő hatására a fémcsöpp az elektróda tengelye mentén lefelé kúszik, és a korábban az ív hatására kinyomott folyékony fém kiegyenlítődik, és a megolvadt fémcsepphez közeledik. A 3 ívszakasz ilyen esetben akár rövidre is záródik, ha az elektróda végén kis méretű fémcsepp keletkezik, vagy ha egy ilyen kis fémcsepp egyáltalán nincs jelen, akkor a folyékony fémolvadék a hegesztőáram megszakadásával a folyékony fémolvadékba merített elektródáig felkúszik és az elektróda végével érintkezésbe lép. A hegesztés feltételeitől, az elektróda átmérőjétől és más tényezőktől függően, a 3 ívszakasz rövidzárási helyeinek száma a hegesztőáram nullátmenetének pillanatában egymástól erősen eltérhet. Ezek a rövidzárási helyek viszont a hegesztés folyamatában zavarokat okozhatnak, (különösen gépi hegesztésnél, a hegesztőhuzal gépi előtolása esetén), mert abban a pillanatban az 1 hegesztőtranszformátor nem szállít energiát és a rövidzárlat időben kitolódhat, míg az elektróda le nem olvadt vége bemerülhet a folyékony olvadékba, vagy pedig az olvadék aljának ütközhet. A legnagyobb rövidzárlati áramerősség elérése után az elektróda a folyékony fémolvadék jelentős fröcskölése mellett, gyakran a hegesztési ív leszakadásával kísérten leéghet, ami mindenképpen a hegesztési művelet kényszerű megszakadásához vezet. A találmány szerinti váltakozóáramú fogyóelektródás ívhegesztő berendezésnél a hegesztőáram minden egyes félperiódusának kezdetekor a kisülési térben két különböző energiaimpulzus csoport (vagy két különböző energiaimpulzus) került bele, ahol a hegesztés körülményeitől, az elektróda átmérőtől, és más hegesztési paraméterektől függően minden egyes energiaimpulzus nagyságát és a keletkező hegesztőáram félhullámhoz viszonyított kezdeti fázisát úgy választjuk meg, hogy az első impulzuscsoport vagy az első impulzus (viszonylag kis, 50— 200 V feszültséggel, azonban viszonylag nagy 100—500 A árammal) szétrombolja azt a fo3 lyékony fémhidat, amely általában a kisülési teret, pontosabban a 3 ívszakaszt a hegesztőáram nullátmenete időpontjában áthidalja, míg a másik impulzuscsoport vagy a másik impulzus (viszonylag nagyobb 200 — 1000 V feszültséggel, azonban kisebb értékű 20—200 A árammal) az első impulzuscsoportot vagy impulzust követően megbízható, ismételt gyújtást biztosít. A 4. ábrán a találmány szerinti berendezés egy lehetséges részletesebb kapcsolási vízlata látható. Az 1 hegesztőtranszformátor, annak 2 szekunder tekercse a 3 ívszakasz, a 4, 7 tirisztoros kapcsolók, az 5, 8 töltőtápegységek, és a 6, 9 kommutáló kondenzátorok ugyanazok, mint amelyeket már a 3. ábra kapcsán ismertettünk. Az eltérés abban áll, hogy a 4. ábrán részletesebben megismerhetők a berendezés vezérlőfokozatai. Az első impulzusgenerátor vezérlőfokozatának 10 nullátmenetérzékelője a 3 ívszakasz feszültségét felügyeli, amely feszültség eltérő értékeket vehet fel, például üresjárásban a 3 ívszakasz feszültsége szinuszhullámú, míg a hegesztés során ez csaknem négyszögletes meandér alakra változik, és természetesen tartalmaz gyújtási impulzuscsúcsokat, rövidzárási szakaszokat és más, a hegesztés során létrejövő feszültségváltozást is. Ezért az első impulzusgenerátor 10 nullátmenetérzékelőjével szemben támasztott követelmények igen magasak. A hegesztés során a 10 nullátmenetérzékelőnek az ív áramára, üresjárásban pedig a 3 ívszakasz feszültségére kell reagálnia. Ezt a célt azáltal értük el, hogy az első 10 nullátmenetérzékelő bemenetére 14 áramváltót, valamint 15, 16, 17, 18 ellenállásokból álló feszültségosztót kötöttünk. Az ívfeszültség előjelétől függően felváltva 19, 20 tranzisztorok lépnek működésbe, és 21,22 kondenzátorokat 23, 24 transzformátorok primer tekercsein át kisütik, míg az említett 23, 24 transzformátorok szekunder tekercseiben olyan impúlzusok keletkeznek, amelyeket a 4 tirisztoros kapcsoló tirisztorainak begyújtására használunk fel. Ezáltal lehetővé válik, hogy a 4 tirisztoros kapcsoló tirisztorainak bekapcsolása pillanatában a 6 kommutáló kondenzátor feltöltődjön, majd az ezt követő időben az 5 töltőtápegységből a 3 ívszakaszon át újratöltődjön és így a 3 ívszakaszban fennálló zárlatot megszüntessük. Ezen a módon az első impulzust a hegesztőáram (hegesztőfeszültség) polaritásának megváltozása pillanatában juttatjuk be a 3 ívszakaszba. A 25 transzformátor primer tekercséből, 26 kondenzátorból és 27 ellenállásból felépített 12 nullátmenetérzékelő bemenete a 6 kommutáló kondenzátorral párhuzamosan van kapcsolva, ezáltal a 7 tirisztoros kapcsoló tirisztorait működtető vezérlőfokozat 12 nullátmenetérzékelőinek felépítése lényegesen leegyszerűsödött. A feszültség 6 kommutáló kondenzátoron történő megváltozása esetén a 25 transzformátorszekunder tekercseiben 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
