1.4. Технические средства модуляции сварочного тока

Все технические средства - модуляторы - можно разделить на два типа. В первом управление осуществляется по сварочной цепи, во втором - по входной цепи, обмотке возбуждения сварочного генератора, первичной об¬мотке сварочного трансформатора или трансформатора выпрямителя. Управ¬ление по сварочной цепи является более перспективным, так как позволяет управлять мгновенными значениями параметров дугового промежутка с учё¬том капельного перехода электродного металла в сварочную ванну.

Функциональная схема силовой части импульсной системы питания, осуществляющая модуляцию сварочного тока по сварочной цепи, описанная в работе [53], приведена на рис. 1.9. В этом варианте в сварочную цепь ис¬точника питания ИП с регулируемой крутопадающей характеристикой введе¬но импульсно-регулируемое сопротивление (ИРС), состоящее из сопротивле¬ния К$ и шунтирующего его полупроводникового ключа К.

При разомкнутом состоянии ключа К сопротивление К$ введено в сва¬рочную цепь и сварочный ток определяется суммой эквивалентного сопро¬тивления источника ИП и сопротивления К^, которое можно регулировать. При замкнутом ключе К сварочный ток определяется настройкой источника питания. Замкнутое состояние ключа определяет длительность импульса сва¬рочного тока. Разомкнутое состояние ключа определяет длительность паузы. Периодически замыкая и размыкая ключ К, можно осуществлять импульсную модуляцию сварочного тока.

Известно устройство для электродуговой сварки модулированным то¬ком, содержащее электронное реле времени, управляющее сварочным цик¬лом, исполнительное реле, замыкающее и размыкающее независимую обмот¬ку возбуждения генератора, которая подключена к сети переменного тока че¬рез понижающий трансформатор с регулируемым выходным напряжением Ш управления тока импульса и паузы, и мостовой выпрямитель [26]. Данное , | I ройство используется только с генератором независимого возбуждения.

Управление по цепи возбуждения сварочным генератором является инерционным и ограничивается процессом сварки неплавящимся электродом I 1ч управления тепловложением.

Анализ литературных данных, коммерческих предложений и практиче-^ кое применение образцов оборудования российских и зарубежных фирм, та¬ких как «НИКИМТ» (г. Москва); АО «Электрик» (г. Санкт-Петербург); МВП -Импульс» (г. Томск); «Опытный завод электротехнического оборудования» (I Москва); «Технотрон» (г. Чебоксары); «Линкольн электрик» (США) и др., Показывает высокую интенсивность разработок оборудования и технологиче-I к их процессов для импульсно-дуговой сварки.

При существующих способах модуляции часть манипуляций электро¬дом, выполняемых сварщиком при стационарном режиме, переносится на гехнические средства модуляции сварочного тока.

Однако существующие методы и технические средства реализации процесса сварки реализуют концепцию «машина - технология», недостатки Которой, рассмотрены ранее.

Обзор имеющейся литературы по методам сварки модулированным то¬ком и по производству технических средств сварки модулированным током показывает, что внедрению их в производство препятствует неучёт ряда фак-горов, имеющих решающее значение, например, неучёт явления массопере-КОСа через дуговой промежуток, влияния модуляции тока на физическую и технологическую устойчивость процесса и, что весьма существенно, на само¬го сварщика.

При построении систем автоматического управления тепловой мощно-стью дуги для РД сварки покрытыми электродами модулированным током необходимо учитывать не только процесс теплопереноса через дуговой про¬межуток (как это делается при сварке неплавящимся электродом), но и мас-соперенос, т. к. последний оказывает существенное влияние на физическую и технологическую устойчивость процесса сварки. При сварке на переменном токе необходимы дополнительные мероприятия по обеспечению физической устойчивости горения дуги при переходе тока через нуль.

Как и в любом процессе сварки с импульсным управлением, при РД сварке модулированным током покрытыми электродами необходимо автоматически регулировать тепловложение в изделие и управлять плавлением и переносом электродного металла, особенно при небольшом токе паузы, чтобы исключить «примерзание» электрода. Кроме того, необходимо снизить фи зиологические нагрузки на человека и дать ему возможность управлять про¬цессом, т. е. варить с такой производительностью, какую он может обеспе¬чить с учётом своих физиологических возможностей, и изменять её в процессе сварки.

Для совершенствования процесса сварки модулированным током необходима разработка новой концепции модуляции сварочного тока с активным участием человека в управлении процессом сварки - «машина - человек -технология» и её реализация методами модуляции и техническими средства¬ми, которые можно отнести ко второму поколению. С учётом этого в моно¬графии представлены основные этапы разработки новых методов импульсной модуляции сварочного тока и технических средств их реализации при РД сварке покрытыми электродами, обеспечивающих повышение качества сварных соединений в рамках концепции «машина - человек - технология».