RU239162U1

RU239162U1 - ELECTRODE HOLDER WITH CONTROL MODULE

Info

Publication number: RU239162U1
Application number: RU2025105415U
Authority: RU
Inventors: Максим Викторович Образцов; Василий Александрович Рыбин
Filing date: 2024-05-17
Publication date: 2025-11-25

Abstract

Полезная модель относится к области ручной электродуговой сварки и резки и может быть использована в конструкции электрододержателя с удаленным управлением сварочным аппаратом. Электрододержатель содержит полую рукоятку, зажим для электрода, сварочный кабель и встроенный управляющий модуль, расположенный на рукоятке электрододержателя, который включает в себя выключатель замыкания и размыкания сварочной цепи, передатчик команд управления и регулятор силы сварочного тока. При этом управляющий модуль снабжен устройством ввода, запоминающим устройством и дисплеем, а упомянутый выключатель и регулятор силы сварочного тока выполнены в виде единого джойстика, выполненного с возможностью точной настройки силы сварочного тока внутри рабочего диапазона с определенным шагом в процессе сварки. Использование полезной модели позволяет повысить безопасность и качество сварки. 2 ил. The utility model relates to manual arc welding and cutting and can be used in the design of an electrode holder with remote control of a welding machine. The electrode holder comprises a hollow handle, an electrode clamp, a welding cable, and an integrated control module located on the handle of the electrode holder. The control module includes a switch for opening and closing the welding circuit, a control command transmitter, and a welding current regulator. The control module is equipped with an input device, a memory device, and a display, while the switch and welding current regulator are implemented as a single joystick capable of precisely adjusting the welding current within the operating range at a specific increment during the welding process. Use of the utility model improves the safety and quality of welding. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к ручной электродуговой сварке и резке, в частности, к конструкции электрододержателя сварочного аппарата, а именно к удаленному устройству управления сварочным аппаратом.The utility model relates to manual electric arc welding and cutting, in particular, to the design of the electrode holder of the welding machine, namely to the remote control device of the welding machine.

Известен аппарат сварочной установки или сварочным аппаратом со сварочной горелкой (Патент РФ №2218251, В23К 9/10, опубл. 10.12.2003), соединенной соединительными проводами со сварочным аппаратом, содержащий устройство управления и, по меньшей мере, устройство ввода и/или устройство индикации, установленное на сварочной горелке, при этом устройство управления имеет последовательную шину данных, соединенную с ним, к которой присоединены сварочная горелка и/или другие элементы сварочного аппарата и/или сварочной установки.A welding installation apparatus or a welding apparatus with a welding torch is known (RU Patent No. 2218251, B23K 9/10, published 12/10/2003), connected by connecting wires to the welding apparatus, containing a control device and at least an input device and/or an indication device installed on the welding torch, wherein the control device has a serial data bus connected to it, to which the welding torch and/or other elements of the welding apparatus and/or welding installation are connected.

Недостатком аппарата сварочной установки или сварочного аппарата со сварочной горелкой является то, что для создания цепи сварочного тока в представленном устройстве необходимо использовать силовой блок, питающий линии, малый диапазон регулировки сварочного тока (есть только заданные значения, промежуточных нет), отсутствует механизм, при нажатии которого мгновенно блокирующий подачу сварочного тока и прекращающий процесс сварки для безопасного извлечения электрода, ограниченность применимости устройства, только для типов Metal Inert/Active Gas (MIG/MAG).The disadvantage of the welding unit or welding machine with a welding torch is that in order to create a welding current circuit in the presented device it is necessary to use a power unit that supplies the lines, a small range of welding current adjustment (there are only preset values, no intermediate ones), there is no mechanism that, when pressed, instantly blocks the supply of welding current and stops the welding process for the safe removal of the electrode, the limited applicability of the device, only for Metal Inert/Active Gas (MIG/MAG) types.

Известна горелка для системы электродуговой сварки, в которой сварочный пистолет, сконфигурированный для хранения идентификационного кода, который идентифицирует сварочный пистолет, и сварочную систему, соединенную со сварочным пистолетом, в составе которой имеется контроллер, память устройства, регулятор силы тока, устройство ввода, дисплея, выключателя, передатчик команд управления, причем сварочная система содержит генератор сигналов, сконфигурированный для формирования сварочного сигнала, декодер, который соединен со сварочным пистолетом и генератором сигналов, причем генератор сигналов сконфигурирован, только для генерируемый сварочный сигнал, когда декодер распознает идентификационный код сварочного пистолета. [Патент США на изобретение US №20190168329, В23К 9/10, В23К 9/067, В23К 9/28, опубл. 06.06.2019 г].A torch for an electric arc welding system is known, in which a welding gun is configured to store an identification code that identifies the welding gun, and a welding system connected to the welding gun, which includes a controller, a device memory, a current regulator, an input device, a display, a switch, a control command transmitter, wherein the welding system contains a signal generator configured to generate a welding signal, a decoder that is connected to the welding gun and the signal generator, wherein the signal generator is configured only to generate a welding signal when the decoder recognizes the identification code of the welding gun. [US Patent for Invention US No. 20190168329, B23K 9/10, B23K 9/067, B23K 9/28, published 06.06.2019].

Недостатком указанной горелки является сложность конструкции, сложная автоматизация процесса, требующая наличия робота, отсутствует механизм, при нажатии которого мгновенно блокирующий подачу сварочного тока и прекращающий процесс сварки для безопасного извлечения электрода, ограниченность применимости только для типов Metal Inert/Active Gas (MIG/MAG).The disadvantage of this torch is the complexity of the design, the complex automation of the process, which requires the presence of a robot, the absence of a mechanism that, when pressed, instantly blocks the supply of welding current and stops the welding process for the safe removal of the electrode, and the limited applicability only for Metal Inert/Active Gas (MIG/MAG) types.

Из уровня техники известен модульный аппарат для дуговой сварки постоянным током с электроприводом, конфигурируемый для использования с плавящимися или неплавящимися электродами (Патент на изобретение, №US 6512199 Bl, В23К 9/10, опубл. 28.01.2003), который выбран в качестве прототипа и состоящий из: 1) одного или нескольких электрически подключаемых модулей генератора переменного тока, оснащенных двухполупериодными выпрямителями, которые при соединении могут достигать очень высоких сварочных токов, превышающих 600 ампер.; 2) электронного устройства регулирования мощности, обеспечивающего плавную регулировку выходного тока даже во время сварки в широком линейном диапазоне; 3) системы дистанционного управления, которая размещает элементы управления оператора в электрододержателе, которая включает функцию повышения мощности для облегчения запуска дуги в сложных условиях и которая может быть сконфигурирован для множества методов сварки и конкретных требований работы; 4) встроенная блокировка безопасности оператора, которая также значительно снижает выделение отходящего тепла; и 5) улучшенный сварочный ток высокой частоты постоянного тока, который допускает большие колебания расстояния между дугой и обрабатываемой деталью без вредного воздействия на получаемое сварное соединение и который обеспечивает большее, чем обычно, проникновение при заданном сварочном токе.A known prior art modular DC arc welding apparatus with an electric drive, configurable for use with consumable or non-consumable electrodes (Invention Patent No. US 6512199 Bl, B23K 9/10, published 01/28/2003), is selected as a prototype and consists of: 1) one or more electrically connectable alternating current generator modules equipped with full-wave rectifiers that, when connected, can achieve very high welding currents exceeding 600 amperes; 2) an electronic power control device that provides smooth adjustment of the output current even during welding over a wide linear range; 3) a remote control system that places the operator controls in the electrode holder, which includes a power boost function to facilitate starting the arc in difficult conditions and which can be configured for a variety of welding methods and specific work requirements; 4) a built-in operator safety interlock that also significantly reduces waste heat generation; and 5) an improved high frequency DC welding current that allows for wide variations in arc-to-workpiece distance without adversely affecting the resulting weld joint and that provides greater than normal penetration at a given welding current.

Недостатком прототипа является то, что управляющий модуль, размещенный в электрододержателе, не оснащен дисплеем для визуального отображения текущего значения силы сварочного тока и границ интервала регулирования, что не позволяет сварщику оперативно отслеживать и корректировать параметры непосредственно в процессе работы; кроме того, выключатель замыкания и размыкания сварочной цепи не интегрирован с регулятором силы тока в виде единого джойстика, обеспечивающего точную настройку силы тока внутри рабочего диапазона с заданным шагом в процессе сварки, что усложняет управление одной рукой и снижает удобство; также отсутствует запоминающее устройство для хранения настроек интервалов регулирования, что приводит к необходимости повторной установки параметров при каждом использовании и увеличивает технологическое время сварки; помимо этого, управляющий модуль не включает устройство ввода для выбора шага силы тока и активации настроек, что ограничивает гибкость и точность регулирования в ручной дуговой сварке.A disadvantage of the prototype is that the control module, located in the electrode holder, is not equipped with a display for visually displaying the current value of the welding current and the limits of the adjustment interval, which does not allow the welder to promptly monitor and adjust the parameters directly during the operation; in addition, the switch for closing and opening the welding circuit is not integrated with the current regulator in the form of a single joystick that provides precise adjustment of the current within the operating range with a specified step during the welding process, which complicates one-handed operation and reduces convenience; there is also no memory device for storing the settings of the adjustment intervals, which leads to the need to re-set the parameters with each use and increases the technological time of welding; in addition, the control module does not include an input device for selecting the current step and activating the settings, which limits the flexibility and accuracy of regulation in manual arc welding.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение регулирования силы сварочного тока непосредственно в процессе сварки при одновременном уменьшении технологического времени сварки и повышении ее безопасности.The technical result of the proposed utility model is an improvement in the regulation of the welding current directly during the welding process, while simultaneously reducing the technological time of welding and increasing its safety.

Технический результат достигается тем, что электрододержатель с управляющим модулем содержит полую рукоятку, зажим для электрода, сварочный кабель, встроенный управляющий модуль, расположенный на рукоятке электрододержателя, который состоит из устройства ввода, дисплея, передатчика команд управления, запоминающего устройства и регулятора силы тока, оснащенного джойстиком, который выполнен с возможностью кратковременного замыкания и размыкания сварочной цепи путем его нажатия, а регулятор силы тока выполнен с возможностью его пошагового вращения для более точной настройки силы тока в процессе сварки.The technical result is achieved in that the electrode holder with a control module contains a hollow handle, an electrode clamp, a welding cable, a built-in control module located on the handle of the electrode holder, which consists of an input device, a display, a control command transmitter, a memory device and a current regulator equipped with a joystick, which is designed with the possibility of briefly closing and opening the welding circuit by pressing it, and the current regulator is designed with the possibility of its stepwise rotation for more precise adjustment of the current strength during the welding process.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.The proposed technical solution is explained by drawings.

На фиг. 1 представлена конструкция электродержателя с управляющим модулем, на фиг.2 представлена схема подключения электрододержателя с управляющим модулем к сварочному источнику питания.Fig. 1 shows the design of the electrode holder with the control module, Fig. 2 shows the connection diagram of the electrode holder with the control module to the welding power source.

Конструкция электродержателя с управляющим модулем на фиг. 1 содержит следующие конструктивные элементы: 1 - рукоятка электрододержателя, 2 - изоляционный материал, 3 - зажим для электрода, 4 -управляющий модуль, 5 - сварочный кабель, 7 - джойстик управления, 8 -устройство ввода, 9 - дисплей, 10 - регулятор силы тока.The design of the electrode holder with the control module in Fig. 1 contains the following structural elements: 1 - electrode holder handle, 2 - insulating material, 3 - electrode clamp, 4 - control module, 5 - welding cable, 7 - control joystick, 8 - input device, 9 - display, 10 - current regulator.

Схема подключения электрододержателя с управляющим модулем к сварочному источнику питания на фиг. 2 содержит следующие элементы: 3 -зажим для электрода, 5 - сварочный кабель, 6 - сварочный источник питания, 11 - электрод.The connection diagram of the electrode holder with the control module to the welding power source in Fig. 2 contains the following elements: 3 - electrode clamp, 5 - welding cable, 6 - welding power source, 11 - electrode.

Элементы конструкции, представленные на фиг. 1, закреплены между собой следующим образом.The structural elements shown in Fig. 1 are fastened together as follows.

Электрододержатель с управляющим модулем, состоит из полой рукоятки 1, изготовленной из изоляционного материала 2, зажима для электрода 3, управляющего модуля 4, который дублирует панель управления сварочного аппарата и встроен в рукоятку электрододержателя 1, образуя единую конструкцию, сварочного кабеля 5, который соединяет управляющий модуль 4 со сварочным источником питания 6 (фиг. 2), который предназначен для питания сварочной дуги, а также для передачи сигналов от управляющего модуля 4 через передатчик команд управления, например, высокочастотный, к регулятору тока сварочного источника питания 6 для удаленного управления настройками режимов сварки (силой сварочного тока, диапазоном регулирования силы сварочного тока), замыканием и размыканием сварочной цепи, посредством выключателя на управляющем модуле.The electrode holder with the control module consists of a hollow handle 1 made of insulating material 2, a clamp for the electrode 3, a control module 4, which duplicates the control panel of the welding machine and is built into the handle of the electrode holder 1, forming a single structure, a welding cable 5, which connects the control module 4 with the welding power source 6 (Fig. 2), which is intended for powering the welding arc, as well as for transmitting signals from the control module 4 through a control command transmitter, for example, a high-frequency one, to the current regulator of the welding power source 6 for remote control of the welding mode settings (welding current strength, welding current strength regulation range), closing and opening the welding circuit, by means of a switch on the control module.

Управляющий модуль 4 состоит из регулятора тока, который может быть выполнен, например, в виде джойстика управления 7 на устройстве ввода 8, позволяющего переключать диапазон варьирования силы тока, выполнять переключение между значениями параметров силы тока на дисплее 9, показывающих текущее значение силы сварочного тока и границы интервала регулирования силы сварочного тока, которые регулируются посредством вращения регулятора силы тока 10, при этом, джойстик 7 имеет функцию выключателя и позволяет замыкать и размыкать цепь в сварочном контуре, а значения рабочего интервала регулирования силы сварочного тока могут храниться в запоминающем устройстве управляющего модуля 4.The control module 4 consists of a current regulator, which can be implemented, for example, in the form of a control joystick 7 on the input device 8, allowing switching the range of current strength variation, switching between the values of the current strength parameters on the display 9, showing the current value of the welding current strength and the boundaries of the interval of regulation of the welding current strength, which are regulated by rotating the current strength regulator 10, wherein the joystick 7 has the function of a switch and allows closing and opening the circuit in the welding circuit, and the values of the working interval of regulation of the welding current strength can be stored in the memory device of the control module 4.

Схема подключения электрододержателя с управляющим модулем к сварочному источнику питания 6 представлена на фиг. 2.The connection diagram of the electrode holder with the control module to the welding power source 6 is shown in Fig. 2.

Электродержатель с управляющим модулем работает следующим образом.The electric holder with the control module works as follows.

Перед сваркой электрододержатель с управляющим модулем присоединяют к источнику сварочного тока 6 посредством сварочного кабеля 5. В зависимости от полярности тока (прямой/обратный) сварочный кабель 5 может быть подключен как к положительному, так и к отрицательному силовому зажиму. При наладке режимов сварки посредством джойстика 7 активируют дисплей 9, показывающий значение сварочного тока. Затем, посредством вращающегося регулятора тока 10 устанавливают базовое значение силы тока. Путем перемещения джойстика 7 вверх или вниз выбирают шаг силы тока в единицах или десятках ампер. Для подтверждения значения силы сварочного тока нажимают на джойстик 7. Далее, перемещая джойстик 7 вправо с последующим его нажатием, активируют на дисплее 9 настройку интервала регулирования величины силы сварочного тока. Посредством вращающегося регулятора силы тока 10 устанавливают верхний предел диапазона регулирования величины сварочного тока. При этом, перемещая джойстик 7 вверх или вниз, выбирают точность шага силы тока, устанавливаемого в единицах или десятках ампер. Установив желаемое значение диапазона регулирования величины силы сварочного тока, нажимают на джойстик 7 и по аналогии выставляют нижний предел регулирования величины сварочного тока, после чего нажимают на джойстик 7.Before welding, the electrode holder with the control module is connected to the welding current source 6 via the welding cable 5. Depending on the current polarity (forward/reverse), the welding cable 5 can be connected to either the positive or negative power clamp. When setting up the welding modes, the joystick 7 activates the display 9, which shows the welding current value. Then, the rotating current regulator 10 sets the base current value. By moving the joystick 7 up or down, the current increment is selected in units or tens of amperes. To confirm the welding current value, press the joystick 7. Next, by moving the joystick 7 to the right and then pressing it, the setting for the welding current value adjustment interval is activated on the display 9. The rotating current regulator 10 sets the upper limit of the welding current adjustment range. By moving joystick 7 up or down, you can select the current incremental value, which can be set in units or tens of amperes. Once you've set the desired welding current adjustment range, press joystick 7 and, similarly, set the lower limit of the welding current adjustment, then press joystick 7.

В начале процесса сварки при нажатии и удерживании джойстика 7 в нажатом положении сварочная цепь разомкнута, что позволяет установить электрод 11 (рис 2) в электрододержателе 3 в нужное для сварки положение, после чего нажатие на джойстик 7 прекращают и сварочная цепь замыкается. Таким образом, исключают нежелательное (случайное) замыкание сварочной цепи вследствие случайного касания электродом свариваемых деталей и повышают безопасность работы сварщика.At the start of the welding process, pressing and holding joystick 7 opens the welding circuit, allowing electrode 11 (Fig. 2) to be positioned in electrode holder 3 for welding. After this, releasing the joystick 7 closes the welding circuit. This prevents accidental closure of the welding circuit due to the electrode accidentally touching the parts being welded, improving welder safety.

При сварке посредством вращающегося регулятора силы тока 10 выполняют регулирование величины силы сварочного тока в рабочем интервале значений, ограниченном ранее установленными верхним и нижним пределами силы тока.When welding, the rotating current regulator 10 is used to regulate the welding current within a working range of values limited by previously set upper and lower current limits.

В случае «залипания» электрода зажимают и удерживают джойстик 7, что позволяет разорвать сварочную цепь и безопасно извлечь «залипший» электрод из электрододержателя с управляющим модулем.If the electrode sticks, press and hold joystick 7, which allows you to break the welding circuit and safely remove the stuck electrode from the electrode holder with the control module.

Claims

An electrode holder with a control module for manual arc welding, comprising a hollow handle, an electrode clamp, a welding cable and a built-in control module located on the handle of the electrode holder, which includes a switch for closing and opening the welding circuit, a control command transmitter and a welding current strength regulator, characterized in that the control module is provided with an input device, a memory device and a display, wherein the said switch and welding current strength regulator are made in the form of a single joystick, configured with the possibility of fine-tuning the welding current strength within the operating range with a certain step during the welding process.