Спосіб захисту органів зору при зварювальному процесі та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к способам и средствам защиты органов зрения, при электросварке на переменном и выпрямленном токе. Наиболее близким к заявляемому является способ защиты органов зрения при сварочном процессе, заключающийся в том, что сварочный процесс и световой поток к органам зрения прерывают с частотой равной или большей 16Гц, синхронизируют их в противофазе, при этом обеспечивают временное перекрытие каждого импульса сварочного процесса фазой закрытого состояния светозатвора [2]. Однако эффективность и надежность этого способа недостаточна из-за подверженности случайным помехам или необходимости проводных связей схемы управления со сварочной цепью. Целью заявленных способа и устройства является повышение эффективности и надежности защиты органов зрения. Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты органов зрения при сварочном процессе, заключающемся в том, что сварочный процесс и световой поток прерывают с частотой равной или большей 16Гц, синхронизируют их в противофазе, при этом обеспечивают временное перекрытие каждого импульса сварочного процесса фазой закрытого состояния светозатвора, согласно изобретению, работу светозатвора синхронизируют по сварочному процессу, причем таким образом, что все открывания светозатвора, кроме первоначального, синхронизируют со спадами импульсов сварочного процесса, все закрывания светозатвора, кроме первоначального, производят по отношению к моментам спадов импульсов сварочного процесса с заранее определенной временной задержкой, меньшей паузы между импульсами сварочного процесса, при этом первичное открывание светозатвора производят при включении схемы управления светозатвором, а первичное закрывание светозатвора производят по регистрируемому фронту первого импульса сварочного процесса. Изобретение осуществляется следующим образом. Сварочный процесс прерывают с частотой равной или большей 16Гц. Синхронно с ним и в противофазе прерывают при помощи светозатвора световой поток к органам зрения. Первоначальное открывание светозатвора производят в момент включения схемы управления светозатвором, а первоначальное закрывание светозатвора производят по регистрируемому фронту первого импульса сварочного процесса. Все последующие открывания светозатвора производят по регистрируемым спадам импульсов сварочного процесса, а все последующие закрывания светозатвора производят с заранее определенной временной задержкой по отношению к моментам спадов импульсов, меньшей паузы между импульсами сварочного процесса. Этим обеспечивается временное перекрытие импульсов сварочного процесса фазами закрытого состояния светозатвора, благодаря чему сварщик через светозатвор наблюдает в естественном свете за сварочным процессом, за формированием шва и не видит при этом слепящую электрическую дугу. Поскольку частота перекрытия сварочного процесса и светового потока равна или выше 16Гц, мельканий сварщик не наблюдает. Наиболее близким к устройству для защиты органов зрения при сварочных процессах по технической сути является устройство, содержащее встроенный в маску светозащитный элемент со схемой управления, включающий источник питания, ключевое устройство и датчик сварочного процесса [3]. Недостатком этого устройства является его низкая эффективность и надежность. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты органов зрения при сварочном процессе, содержащем встроенным в маску светозащитный элемент со схемой управления, включающей источник питания, ключевое устройство и датчик сварочного процесса, согласно изобретению, светозащитный элемент выполнен в виде светозатвора, ключевое устройство выполнено с отпирающей и запирающей входной частью, а датчик сварочного процесса выполнен в виде фотодатчика, причем схема управления дополнительно снабжена блоком дифференцирования, содержащим первый и второй диффэлементы, например, с общей нагрузкой, в устройство введены блок задержки и инвертирования знака импульса, пусковой элемент, при этом фотодатчик соединен выходом со входом первого диффэлемента блока дифференцирования, блок дифференцирования выходом связан с запирающей и отпирающей входной частью ключевого устройства, выход которого подключен к светозатвору, кроме того, блок дифференцирования соединен выходом со входом блока задержки и инвертирования знака импульса, выход которого подключен к входу второго диффэлемента блока дифференцирования, связанного выходом с входной частью ключевого устройства, вход которого через пусковой элемент подключен к выходу источника питания, а сварочная цепь снабжена автоматическим прерывателем сварочного процесса. На чертеже (фиг.) показана структурная схема устройства для защиты органов зрения при сварочном процессе. Устройство для осуществления способа защиты органов зрения при сварочном процессе содержит встраиваемый в маску светозатвор 1. Схема управления включает источник питания 2, ключевое устройство 3 с запирающей и отпирающей входной частью, пусковой элемент 4, выполненный, например, в виде кнопочного контакта. Схема управления включает также блок дифференцирования 5 с первым 6 и вторым 7 диффэлементами, блок задержки и инвертирования знака импульса 8 и датчик сварочного процесса 9, выполненный в виде фотодатчика. Кроме того, сварочная цепь снабжена прерывателем сварочного процесса 10. Устройство работает следующим образом. Подключают сварочную цепь (пока еще не замкнутую электродом и дугой). При этом подключается прерыватель 10, работающий в автоматическом режиме с частотой срабатывания равной или большей 16Гц. Включают источник питания 2 схемы управления светозатвором. Перед началом сварочного процесса необходимо открытое, т.е. прозрачное, состояние светозатвора 1. В случае непрозрачного (закрытого) состояния светозатвора 1 на входную часть ключевого устройства 3 с помощью пускового элемента 4 подают отпирающий (например, отрицательный) импульс, открывающий светозатвор 1. Для эксплуатационного удобства пусковой элемент 4 может быть совмещен с включателем питания, выполненным, например, в виде многопозиционного переключателя (на схеме не показан). При начале сварочного процесса, в момент касания электродом детали, в сварочной цепи появляется ток, прерываемый прерывателем 10 с частотой равной или большей 16Гц. При появлении дуги в момент прохождения фронта первого импульса сварочного процесса на выходе фотодатчика 9 возникает фронт импульса напряжения. В результате этого на выходе блока дифференцирования 5 появляется (например, положительный) импульс, попадающий на вход устройства 3 и переводящий устройство 3 (триггер) в состояние, противоположное предыдущему состоянию, т.е. вызывающее закрывание светозатвора 1. Таким образом, во время действия импульса сварочного процесса (электродуги) светозатвор 1 пребывает в закрытом состоянии. При этом высокая чувстви тельность фотодатчика 9 и быстродействие светозатвора 1 позволяют перекрыть светопоток к органам зрения до развития интенсивного свечения дуги. Далее работа схемы управления имеет повторяющийся характер. В момент спада импульса сварочного процесса (т.е. дуги) на выходе диффэлемента 6 появляется импульс противоположной (в данном случае отрицательной) полярности, который с выхода блока дифференцирования 5 поступает на вход ключевого устройства 3, переводя его в предыдущее состояние, вызывающее открывание светозатвора 1. Этот же импульс поступает и на блок задержки и инвертирования 8, где происходит его задержка на время, меньшее безизлучательного интервала между импульсами, и инвертирование (смена знака), а затем через диффэлемент 7 импульс поступает на вход ключевого устройства 3, переводя его в противоположное состояние, вызывающее закрывание светозатвора 1. В результате этого светозатвор 1 закрывается до появления следующего импульса сварочного тока (дуги) и вновь открывается в момент окончания этого импульса сварочного процесса. Этот цикл работы устройства повторяется с частотой прерывания сварочного процесса, равной или большей 16Гц. При этом сварщик не воспринимает излучение электродуги, но через светозатвор 1 без мельканий наблюдает рабочее поле в естественном освещении. Некоторое уменьшение средне эффективного значения прозрачности способствует защите органов зрения от излучения раскаленного сварочного шва. Сварщик видит формирующийся шов и имеет возможность своевременно обнаружить и исправить допущенный в работе брак. В частном случае, когда быстродействие срабатывания светозатвора достаточно высоко, а для электросварки используется переменный или выпрямленный ток, сама электродуга является естественным прерывателем сварочного процесса, позволяющим обойтись без специального прерывателя 10, включаемого в сварочную цепь. Использование заявленного способа защиты органов зрения и устройства для его осуществления позволяет значительно уменьшить вероятность профессионального заболевания глаз, обеспечить повышение производительности икачества работы. Заявленный способ защиты применим и при других сварочных процессах импульсного характера, например при лазерной обработке материалов.