CS195085B1

CS195085B1 - Method of non-destructive control of the resistance welding process particularly with the half-period timing and device for the same method

Info

Publication number: CS195085B1
Application number: CS459577A
Authority: CS
Inventors: Martin Janota; Andrej Kmet; Jozef Kuban; Dusan Nemec; Vladislav Vodak; Tomas Estocin
Original assignee: Martin Janota; Andrej Kmet; Jozef Kuban; Dusan Nemec; Vladislav Vodak; Tomas Estocin
Priority date: 1977-07-11
Filing date: 1977-07-11
Publication date: 1980-01-31

Description

Vynález sa týká spoáobu nedeštruktívnej kontroly odporového zváracieho procesu, . najmíí s polperiódovým časováním a zariadenia pre tento sposob.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a non-destructive control of a resistance welding process. with half-period timing and devices for this method.

Pri praktickom využití odporového zváránia, najma pri použití krátkých zváracích •Časov niekolko polperiód sietovej frekvencie, je tažko zaručit rovnoměrné vysokú kvalitu zvarových spojov za podmienok, keď vstupné faktory ovplyvňujúce zvárací proces v znaČnej miere kolíšu.In practical use of resistance welding, especially when using short welding • Times of several half-periods of the power frequency, it is difficult to guarantee a uniform high quality of the welding joints under conditions when the input factors affecting the welding process fluctuate to a large extent.

V súčasnej praxi sa pri odpcrovom zváraní,, na j má s polperiódovým odpočítáváním zváracieho prúdu, napr. pri priváraní kontaktov, kvalita spoja zistuje deštrukcíou zvaru, za cenu zničenia zvareného dielca. Nevýhody takéhoto postupu sú zřejmé.In current practice, in the welding process, a half-period counting of the welding current, e.g. when welding contacts, the quality of the joint is determined by the destruction of the weld, at the cost of destroying the welded part. The disadvantages of such a procedure are obvious.

Je ovšem možné kvalitu spoja posudzovať podlá merania vstupných podmienok, ktoré určujú priebeh zváracieho procesu a do znaČnej miery aj jeho výsledok. Jednou z najdoležitejších takých veličin je zvárací prúd. Sú známe rožne metody a zariadenia na meranie zváracieho prúdu, ale ich nevýhoda je v tom, že merajú efektívnu hodnotu najvúčšej polperiódy z celého priebehu zváracieho prúdu, alebo v tom, že mer.aju středné efektívnu hodnotu z celého priebehu podlá vztahu:However, it is possible to assess the quality of the joint by measuring the input conditions, which determine the course of the welding process and, to a large extent, its result. One of the most important such quantities is the welding current. Various methods and devices for measuring the welding current are known, but their disadvantage is that they measure the effective value of the best half-period of the entire welding current course or that they measure the mean effective value of the whole course according to the relation:

n s počet period /polperiód/n s number of periods / half period /

T a dížka periody /polperiódy/ 1 « prúd ako funkcia času t.T and period / half period / 1 «current as a function of time t.

Pre krátké zváracie časy niekolkých /2, 3, 4. . . / polperiod takýto postup ne vy hovie. V dosledku dynamickej změny odporu zvaru pri zanikaní přechodových odporov a ohřevu spoja mává prvá alebo prvé dve polperiody zváracieho prúdu podstatné víiČšiu amplitudu. Přitom, ako sa experimentálně zistilo, efektívna hodnota zváracieho prúdu prvej polperiódy dost slabo koreluje a výslednou kvalitou, napr. pevnostou zvaru, pretože je silné zatažená kolísáním iných pociatočnýeh vstupných podmienok, ako je Čistota povrchu, tolerancie dielcov atď.For short welding times of several / 2, 3, 4.. . / polperiod such a procedure does not work. As a result of the dynamic change in the weld resistance as the transition resistances and the joint heat dissipate, the first or first two welding current half-periods have a substantially greater amplitude. As it has been experimentally found, the effective value of the welding current of the first half-period correlates rather weakly and the resulting quality, e.g. weld strength because it is heavily loaded by fluctuations in other initial input conditions, such as surface cleanliness, component tolerances, etc.

Sú známe sposoby a zariadenia, u ktorých sa záměrně merania prvej jednej alebo niekolkých period či polperiód neuskutoční, aby sa uvedené chyby do výsledného merania nazavádzali. Ne výhodou je tu pevné nastaveníe tejto počiatočnej necitlivosti a nemožnost záměrně volit určité přesné polperiódu.Methods and devices are known in which the measurement of the first one or several periods or half periods is not intentionally made to introduce these errors into the resulting measurement. There is no advantage in the fixed setting of this initial insensitivity and the impossibility of deliberately selecting a certain half-period.

Sú konečne známe zariadenia, kde sa meria efektívna hodnota polperiódy s maximálnou amplitúdou, vybranej z určitého nastavitelného rozmedzía. Ani t.ieto zariadenia však nevyhovujú citlivostou svojho nastavenia pre velmi krátké Časy, používané pri zváraní s odpočítáváním polperiód.Finally, devices are known in which the effective value of a maximum amplitude half-period selected from a certain adjustable range is measured. However, even these devices do not meet the sensitivity of their setting for the very short times used in half-period countdown welding.

Uvedené nevýhody sa vynálezom do značnej miery odstránia. Podstata spósobu nedeštruktívnej kontroly odporového zváracieho procesu, najma s polperiódovým časováním, podlá vynalezu spočívá v tom, že počas zvárania skúšobnej série spojov sa registruje celý priebeh zváracieho prúdu, například oscilograficky. Potom sa vyberie hodnota zváracieho prúdu v taj polperióde, v ktorej táto ko195085 reluje s hodnotami zvoleného kritéria kvality spojov. Přitom vlastně kontrola počas zvárania sa robí na základe merania hodnoty zváracieho prúdu vo vybranej polperióde a jej zrovnávanía s vopred zvolenými hranicami, vymedzujúcimi pásmo hodnot charakterizujúcích dobrý. zvar.These disadvantages are largely eliminated by the invention. The principle of the method of non-destructive control of the resistance welding process, in particular with half-period timing, according to the invention is that during the welding of the test series of joints, the entire course of the welding current is registered, for example oscillographically. Then, the welding current value is selected in the taj half-period in which the ko195085 correlates with the values of the selected joint quality criterion. In fact, the control during welding is done by measuring the value of the welding current in the selected half-period and comparing it with preselected limits, defining a range of values characterizing good. weld.

Experimentálně bolo zistené, že pri typickom režime privárania kontaktov, kde zvárací čas je 3 polperiódý, najlepšie výsledky sa dosahujú raeraním prúdu druhej polperiódy, o niečo horšie tretej polperiódý.Experimentally it has been found that in a typical contact welding mode where the welding time is 3 half-periods, the best results are obtained by shedding the current of the second half-period, slightly worse the third half-period.

Prvá polperióda, spravidla s najváčšou.amp1itudou z celého priebehu, nie je pre účely kontroly použitelná.The first half-period, as a rule, with the greatest amplitude of the entire course, is not applicable for control purposes.

Popísaný sposob nedeštruktívnej kontroly odporového zváracieho procesu, najma s pólperiódovým časováním, podlá, vynálezu umožňuje zaríadenie po z ostávajúce z analógovej vetvy, logickej vetvy a vyhodnocovacieho bloku, ktoré podlá vynálezu má v analýzovej vetve snímač zapojený na integrátor, ktorý je připojený na dvojcestný usměrňovač, ktorého výstup je vedený jednak na hodnotový filter zapojený na vstup vyhodnocovacieho bloku tvořeného tromi paralelné usporíadanýmí komparátormi a ich výstupy sú připojené na logický obvod zapojený na dekóder _;ovládajúci signalizačný blok. Ďalej je výstup dvojcestného usmerňovača připojený na převodník meraného signálu na óbdižníkové impulzy, ktorého jeden výstup je připojený na čítač·, druhý výstup je· zapojený na vstup filtra a derivátora, ktorého jeden výstup je připojený na další vstup čítača, druhý výstup je připojený na jeden zo vstupov logického obvodu a na další zo vstupov logického obvodu je připojený výstup čítača.The described method of non-destructive control of the resistance welding process, in particular with half-period timing, according to the invention allows for the arrangement of the remaining analogue, logical branch and evaluation block which according to the invention has a sensor connected to an integrator whose output is connected to a value filter connected to an input of an evaluation block made up of three parallel comparators and their outputs connected to a logic circuit connected to a decoder _; controlling the signaling block. Furthermore, the output of the two-way rectifier is connected to the converter of the measured signal to the rectangular pulses, one output of which is connected to the counter ·, the other output is connected to the filter and derivative input, one output is connected to the other input of the counter from the logic circuit inputs and to the other of the logic circuit inputs the counter output is connected.

Je výhodné, ked u zariadenia' podlá vynálezu vyhodnocovací blok tvořený tromi paralelné uspořiadánými komparátormi je nastavený tak, že pásmo pod úrovňou prvého komparátora . znamená prehriaty zvar, pásmo medzi úrovňou prvého komparátora a úrovňou · druhého komparátora znamená dobrý zvar, pásmo medzi úrovňou . drútlého komparátora a úrovňou tretieho komparátora znamená slabý zvar a pásmo pod úrovňou tretieho komparátora je pásmo necitlivosti zariadenia,Advantageously, in the device according to the invention, the evaluation block consisting of three parallel arranged comparators is set so that the band is below the level of the first comparator. means overheated weld, the zone between the first comparator level and the second comparator level means a good weld, the zone between the level. a rough comparator and a third comparator level means a weak weld, and a zone below the third comparator level is the device dead band,

Sposob a zaríadenie podlá vynálezu umožňuje uskutočniú stopercentnú nedeštruktívnu kontrolu pri zváraní s polperiódovým Časováním, například pri priváraní štrieborných kontaktov na pružiny telefónných relé a tak sa zlepši spolahlivosf hotových výrobkov.The method and apparatus of the present invention allow 100% non-destructive inspection to be performed when welding with half-period timing, for example, welding silver contacts to telephone relay springs, thus improving the reliability of the finished products.

V porovnaní s meraníra maximálnej alebo strednej efektívnej hodnoty sa zlepšuje korelácia nameraných hodnot s kvalitou spoja a tým sa zvyšuje spolahlivost kontroly metody.Compared to the maximum or medium rms meter, the correlation of the measured values with the quality of the joint improves and thus increases the reliability of the method control.

Příklad prevedenia vynálezu je znázorněný na připojených výkresoch, kde obr. 1 představuje blokovú schému zariadenia podlá vynálezu, obr. 2 představuje príebeh signálu na výstupe z jednotlivých blokov a obr.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of a device according to the invention, FIG. 2 is a plot of the signal output from the individual blocks, and FIG.

představuje vyhodnocovanie nameraných výsledkov komparátormi, ktorých nastavenie odpovedá hraničným hodnotám tolerančného pásma.·represents evaluation of measured results by comparators whose setting corresponds to the limit values of the tolerance band.

Zaríadenie pre spósob nedeštruktívnej kontroly' odporového zváracieho procesu podlá vynálezu, pozostávajúce z analógovej vetvylogickéj vetvy a z vyhodnocovacieho bloku, má podlá vynálezu v analógovej vetve snímač Jl· zapojený na integrátor 2^, ktorý je připojený na dvojcestný usměrňovač 3,, ktorého výstup je vedený jednak na hodnotový •filter 4 zapojený na vstup vyhodnocovacieho bloku 5^ tvořeného tromi paralelné usporiadanými komparátormi 5A, 5B , 5C, a ich výstupy sú připojené na logický obvod 6. zapojený na dekóder ]_ ovládajúci signalizačný blok 8. Ďalej je výstup dvojcestného usmerňovača 3. připojený na převodník 9 meraného signálu na obdlžnikové impulzy, ktorého jeden výstup je připojený na čítač 11, druhý.výstup je zapojený na vstup filtra a derivátora 1 0, ktorého výstup je připojený na další vstup čítača 1 1 , druhý výstup je připojený na jeden zo vstupov logického obvodu _6 a na další zo vstupov logického obvodu je připojený výstup čítača 1 1 . Vyhodnocovací blok 5. tvořený tromi paralelné uspořiadanými komparátormi 5A, 5B, 5C je nastavený tak, že pásmo 20 pod úrovňou prvého komparátora 5Δ a úrovňou 17 druhého komparátora 5B znamená dobrý zvar, pásmo 21 medzi úrovňou 17 druhého komparátora 5B a úrovňou 16 tretieho komparátora 5C znamená slabý zvar a pásmo 22 pod úrovňou 16 tretieho :komparátora 5C je pásmo necitlivosti zariadenia.The apparatus for the non-destructive control of the resistive welding process according to the invention, consisting of an analog branch and an evaluation block, according to the invention has in the analog branch a sensor 11 connected to an integrator 2 connected to a two-way rectifier 3 to the value filter 4 connected to the input of the evaluation block 5 formed by three parallel comparators 5A, 5B, 5C, and their outputs are connected to a logic circuit 6 connected to a decoder 11 controlling the signaling block 8. Further, the output of the two-way rectifier 3. connected to converter of measured signal to rectangular pulses, one output of which is connected to counter 11, the other output is connected to input of filter and differentiator 10, whose output is connected to other input of counter 11, the other output is connected to one of input of logic circuit 6 and the other one o Counter 1 1 output is connected to the logic circuit inputs. The evaluation block 5 formed by the three parallel aligned comparators 5A, 5B, 5C is adjusted such that the band 20 below the first comparator 5Δ and the second comparator 5B level 17 is good weld, the band 21 between the second comparator 5B level 17 and the third comparator 5C level 16 means weak weld and zone 22 below level 16 of third: comparator 5C is the device dead zone.

Snímač 1_ snímá deriváciu zváracieho prúdu, ktorá sa integruje v integrátore 2^. Přesný dvojcestný usměrňovač 2 prevedie striedavý signál na pulzujúci, ktorý sa jednou vetvou vedie na hodnotový filter £ a jeho velkost sa vyhodnocuje tromi komparátormi 5A, 5B, 5C.- Po přechode logickým obvodom ktorý zabezpečuje, že meranie sa vyhodnotí len v čase vybranej polperiódý/ sa signál dekóduje v dekóderi 7 a signalizuje jednou zo žiaroviek signalizačného bloku 8.. Druhou vetvou postupuje signál z přesného dvojcestného usmerňovača 3 na pre.vodník 9, ktorý prevádza meraný signál na obdlžnikové impulzy, ktoré postupujú jednak na vstup čítaTSa 1 1 , ako aj do filtra a derivátora 10, v ktorom sa na začiatku každého zvaru tvoří nulovací impulz pre čítač 11 a logický obvod J5. Príebeh signálu 1 2 na výstupe z integrátora 2^ sa usměrní dvojcestným usmerňo'vačora _3 na príebeh signálu 1 3 na výstupe z dvojcestného usmerňovača _3» ^na výstupe z prevodníka 9. vznikajú kladné tvarované impulzy 14 a na výstupe čítača 11 , například nastavěného na výběr druhej polperiódý, vzniká kladný napátový impulz 1 5 , ktorý slúži na spustenie logického obvodu 6^The sensor 7 senses the welding current derivative that is integrated in the integrator 24. The exact two-way rectifier 2 converts the alternating signal to a pulsating signal that is routed through one string to the value filter 6 and its size is evaluated by three comparators 5A, 5B, 5C. After passing the logic circuit to ensure that the measurement is evaluated only the signal is decoded in decoder 7 and signaled by one of the bulbs of the signaling block 8. The second branch passes the signal from the precision two-way rectifier 3 to the converter 9, which converts the measured signal into rectangular pulses. into a filter and a derivative 10, in which a reset pulse for the counter 11 and the logic circuit J5 is formed at the beginning of each weld. The story of the signal 12 at the output of the integrator 2 is rectified by the two-way rectifier 3 to the story of the signal 13 at the output of the two-way rectifier 3 ^{at the} output of the transducer 9. second half-period, a positive voltage pulse 15 is created, which serves to start the logic circuit 6 ^

Úrovně troch komparátorov 5A, 5B, 5C,. možno nastavili, tak, že medzi úrovňami 1 7, je pásmo j 9 znamenajúce dobré zvary, pod úrovňou 18 je pásmo 20 znamenajúce prehriate zvary, medzi úrovňami J_6_í 17. je pásmo 21 znamenajúce slabé zvary a pod úrovňou 16 je pásmo 22 znamenajúce necitlivosti zariadenia. Signály, ktoré ležia v pasme 22 sa pokladajú za rušenie a zaríadenie na ne nereaguje.Levels of three comparators 5A, 5B, 5C ,. may be adjusted such that between levels 17, there is a zone 9 indicating good welds, below level 18 is a zone 20 indicating overheated welds, between levels 16, 17 is zone 21 indicating weak welds, and below level 16 is zone 22 indicating insensitivity of the device . The signals that lie in passport 22 are considered interference and the device does not respond to them.

Ako příklad použitia spósobu podlá vynálezu výstižné slúži polperiódové priváranie štrieborných kontaktov v elektrotechnike.As an example of the use of the method according to the invention, half-period welding of silver contacts in electrical engineering is aptly used.

Z nameraného prúdu v celom priebehu zvaru sa vyberu hodnoty každej polperiódý a po- rovnávajú sa s hodnotami zvoleného kritéria kvality zvaru, v tomto případe pevnosti spoja. Pre celkový čas tretej polperiódý je obvykle charakteristický prúd v druhej polperióde v najlepšom súvise s pevnosfou zvaru. Niektorou z běžných statistických hodnot sa potom určia z medziprúdových hodnot, ktoré so zvolenou spolahlívosťou například 95% zaistenia, že. pevnosti spojov bude ležaf v pásme zvolenej šířky, například ±10 %, okolo požadovanej nominálnej hodnoty.The values of each half-period are selected from the measured current throughout the weld and are compared with the values of the selected weld quality criterion, in this case the bond strength. The total time of the third half-period is typically characterized by the current in the second half-period in the best relation to the strength of the weld. Some of the common statistical values are then determined from the intercurrent values which, with a selected reliability, for example 95% ensure that. the bond strengths will lie within a band of the selected width, for example ± 10%, around the desired nominal value.

Počas zvárania sa potom meria prúd vo vybranej polperióde, v tomto případe v druhej a.porovnává s určenými med2ami. Zvary, kde prúd bol vnútri medzi, sa hodnotia ako dobré, tie, kde prúd bol mimo medzi, hodnotia sa ako nevyhovujúce a vyradia sa.During welding, the current is then measured in the selected half-period, in this case in the second a, and compared with the specified medices. Welds where the current was in between are rated as good, those where the current was out of bound, are rated as non-compliant and discarded.

Claims

1, Method of non-destructive control welding process, in particular with a polperion. The process timing is characterized in that during the welding of the test series of joints the entire welding current curve is registered, then the welding current value is selected in the half-period in which it correlates with the values of the selected joint quality criterion. measuring the value of the welding current in the selected half-period and comparing it with preselected boundaries delimiting the range of values characterizing the good weld.

2. Apparatus for the method according to claim 1, comprising an analog branch, a logical branch and an evaluation block, characterized in that in the analog branch a sensor (1) is connected to an integrator (2) which is connected to a two-way rectifier (3). the output is connected to a value filter (4) connected to an input of evaluation block 75 (consisting of three parallel comparators (5A, 5B, 5C)) and their outputs are connected to a logic circuit (6) connected to a decoder (7) controlling the signaling block 8), the output of the two-way rectifier (3) is connected to the converter (9) of the measured signal to the rectangular pulses, whose output is connected to the counter. whose one output is connected to another input of the counter (11), the other output is connected to one of the inputs of the logic circuit (6) and to the other of the inputs of the Logic circuit (6) the counter output (11) is connected.

3. The apparatus of claim 2, wherein the evaluation block (3) formed by three parallel comparators (5A, 5B > 5C) is set such that the band (20) below the level (18) of the first comparator (5A) is overheated. z.var, band (19) between level (18) of first comparator (5A) and level (17) of second comparator (5B) means good weld, band (21) between level (17) of second comparator (5B) and level / 16 The third comparator (5C) means a weak weld and the band (22) below the level (16) of the third comparator (5C) is the band, not even with the device.