Цикл сварки

Установки, предназначенные как для автоматической, так и для ручной сварки неплавящимся электродом, снабжаются устройствами для выполнения определенного цикла сварки. Блок цикла сварки обеспечивает:

включение цикла по команде операюра или сварщика;

включение подачи инертного газа;

запрет па включение сварочного тока до момента, пока инертный газ не поступит в зону сварки и не вытеснит имеющийся там воздух;

включение устройства для зажигания дуги (возбудителя или осциллятора при возбуждении дуги через зазор или устройства, обеспечивающего зажигание дуги коротким замыканием при малом токе);

нарастание тока до рабочего;

отключение устройства для возбуждения дуги;

включение движения сварочной горелки и подачи присадочной проволоки;

но команде оператора снижение сварочного тока в течение установленного оператором времени;

отключение источника сварочного тока;

отключение подачи газа в течение заданного времени и возврат схемы в исходное состояние.

Циклограмма процесса приведена на рис. 6.7. Ниже даны обычные для сварки временные интервалы (в секундах):

При их определении необходимо учитывать, что скорость распространения газа по шлангу от газового клапана до места сварки составляет несколько метров в секунду, так что обычно необходимая задержка для продувки шлангов принимается равной 0,5 с на 1 м шланга.

Время снижения тока (заварка кратера) и время задержки отключения газа после сварки зависят от конкретных условий теплоотвода от сварочной ванны и определяются экспериментально.

При автоматической сварке с присадочной проволокой блок цикла дополняется командами на включение и отключение подачи присадки и сварочного движения. Обычно сварочное движение начинается после возбуждения дуги с некоторой задержкой, необходимой для образования ванны, и заканчивается после начала спада тока дуги (но до его окончания). Необходимые временные интервалы определяются экспериментально. Аналогично поступают с командой на подачу присадочной проволоки.

В ряде автоматов для сварки неплавящимся электродом при сварке в разделку электрод колеблется поперек направления сварки. Колебания осуществляются обычно электродвигателем. Возможны две системы: вращательное движение преобразуется в колебательное механическими устройствами или вращательное движение преобразуется в колебательное при реверсе двигателя. В первом случае блок цикла управляет лишь моментами включения и отключения колебаний. Начало колебаний обычно совмещено с началом сварочного движения, а конец с моментом начала заварки кратера. Во втором варианте исполнения возможны также плавное нарастание амплитуды колебаний по определенному закону и спад ее совместно с током сварки. При сварке изделий большой толщины применяется также более сложная, так называемая синхронно-импульсная технология. В этом случае с колебаниями электрода синхронизированы импульсы сварочного тока и изменение скорости подачи присадки. Сварочный ток и скорость подачи присадки увеличиваются в крайних положениях колебателя, т. е. вблизи кромок. В ряде автоматов во время импульса тока дуга перемещается вдоль кромки, а в промежутке между импульсами движение вдоль шва прекращается и осуществляется лишь поперечное перемещение горелки.

Одной из важных частей автомата для сварки неплавящимся электродом является автоматический регулятор напряжения дуги (АРНД). АРНД поддерживает заданное напряжение дуги, пропорциональное, при неизменном токе дуги, ее длине. Так как напряжение дуги зависит также и от тока дуги, то при неизменном его значении в случае изменения тока происходило бы нежелательное изменение длины дуги. Ток дуги изменяется при возбуждении дуги, при заварке кратера и в течение периода при сварке пульсирующим током. Блок цикла должен учитывать эту особенность системы АРНД. Обычно АРНД включается лишь после возбуждения дуги и отключается в процессе заварки кратера. При возбуждении дуги коротким замыканием на малом токе система АРНД может включаться до возбуждения дуги, однако ее характеристики (чувствительность и быстродействие) должны отличаться от характеристик в процессе сварки во избежание возникновения автоколебаний. При сварке пульсирующей дугой (так называемой импульсной) регулирование осуществляется либо только во время импульса, либо только во время паузы; причем в ту часть периода, когда регулирование не производится, система блокируется. Применяются также системы регулирования напряжения дуги, в которых задаются различные уровни дугового напряжения при токе импульса и токе паузы. При высокой чувствительности системы регулирования в этом случае трудно избежать колебаний длины дуги. Необходимые переключения АРНД осуществляет обычно блок цикла. В случае применения микро-ЭВМ на нее может быть возложена задача поддержания длины дуги согласно уравнению

В этом случае необходимость отключения АРНД при изменении тока отпадает.

Типичным блоком цикла сварки в ручной установке является блок цикла установок УДГ-301 и УДГ-501. Блок имеет ряд выдержек времени на включение, конструктивно выполненных на двухбазовых диодах. В качестве усилителя использованы тиристоры КУ101 и реле РПУ-0. При необходимости выдержка времени на отключение создается путем шунтирования (гашения) соответствующего тиристора. Выдержки времени могут быть выполнены также и на других усилителях, например на полевых транзисторах. В этом случае резко уменьшается необходимая для создания выдержки емкость. Примером такого исполнения блока цикла сварки является блок цикла установки УПС-301.