CS211021B1 - Method of welding current control at resistance,especially contact welding and apparatus for making the same - Google Patents

Description

21 1021

Vynález sa týká sposobu riadenia zváracieho prúdu pri odporovom, najmá bodovom zváraní, so svahovítým narastaním zváracieho prúdu a zariadenia pre vykonávanie sposobu. V praxi odporového, najma bodového zváráhia, je často potřebné zaručit vysoku a rovno-měrná kvalitu spojov aj za podmienok značného;kolísania technologických podmíenok, ktoréovplyvňujú zvárací proces a t.ým aj kvalitu spťija. V prevážnej miere sa súčasná prax uspokoju-je s pevným nastavením transformátora a fázového riadenia výkonu na začiatku zváracieho proce-su, čo má udržat počas zváranía približne rovfcaký z v ér a cl prúd. Táto možnost zlyháva prí ko-lísaní napátia siete, opotřebovaní zváracích elektrod, změnách stavu povrchu zváraného plechua prí iných změnách, ktoré ovplyvňujú zvárací prúd. Za takýchco okolností sa može vyskytnutsituácia, že zvárací prúd poklesne natolko, že vznikne neplnohodnotný zvar, připadne, že zvarnevznikne vobec.

Su dalej známe zariadenia kompenzujúce úbytok napatia v sieti. Ich použítie ovšem nerie-Ši poklesy zváracieho prúdu spósobené ipými vplyvmi. Sú známe aj zariadenia, ktoré regulujú na konštantnú velkost zváracieho prúdu, připadneinej veličiny, ako například napátia na- zvare;i alebo příkonu dodávaného do zvaru. Spoločnýmnedostatkom týchto riešení je, že sa neprisposobujú meniacim sa podmienkam vzniku spoja, akoich ovplyvňujú vlastné zvárané dielce, geometrie zvarového spoja, stav povrchu a elektroda vyžadujú nastavovanie pri změnách zvávaných hrúbok, materiálu, počtu vrstiev, povrchovejúpravy a podobné. Sú tiež známe zariadenia, ktoré zrovnávajú niektorú z energetických veličin zvaru - prúd,napátie, příkon atd*., s vopred nastavenými méáznými hodnotami a pri mimotolerančnej hodnotězmeranej počas zvaru upravia podlá vopred zadaného programu podmienky pre další zvar. Xchnedostatkom je, že riadiaci zásah neovplyvníten zvar, na ktorom sa zistila změna, ale ažnasledujúci* pre ktorý sa mohli zatiaXipodmiéhky zase změnit. Navýše sa tieto systémy obtiažnenastavujú. Optimálně hodnoty nastavenia sa ziskavajú skusmo, zvlášť pre každý technologickýpřípad. Ďalej je známe zariadenie, ktoré používá svahovite narastajúci zvárací prud, pričom dal-šie narastanie prúdu sa preruší, kedrýchlost tepelnej expanzie zvaru daná jej časovou derí-váciou dosiahne vopred nastavenu hodnotu a dalsie zváranie sa robí pri dosiahnutej hodnotěprúdu. Nedostatkom tohoto inak velmi dokonalého sposobu je, že vyžaduje meranie mechanickejveličiny - tepelnej expanzie zvaru. To spósobuje na niektorých zváracích strojoch problémy.Navýše je potřebný špeciálny snímač - převodník mechanickej veličiny - tepelnej expanzie naelektrický signál.

Vynálezom sa nedostatky uvedených riešení do značnej miery odstránia. Podstata spósoburiadenia zváracieho prúdu pri odporovou najmS bodovom zváraní, so svahovítým narastaním zvá-racieho prúdu, podlá vynálezu spočívá v tom,‘že narastanie zváracieho prúdu sa preruší, kedpríebeh odporu zvaru dosiahne hodnotu svojho,lokálneho maxima, alebo sa k tomuto maximu prxblíží, takže zváranie ďalej pokračuje pri hodnotě nastavenia zváracieho prúdu dosiahnutej v oka-mihu zastavenia jeho narastanie.

Spósob riadenia zváracieho prúdu podlá Vynálezu umožňuje zariadenie podlá vynálezu, kte-rého zdroj priebehu odporu zvaru je ceá deriýátor a komparátor s porovnávacím vstupom připo-jený na signálový vstup klopného obvodu. Přitom výstup klopného obvodu je připojený na zasta-vovací vstup generátora pilovitého príebehu,ktorý je připojený cez elektrické riadenie para-metrov zváracieho procesu s nastavovacím vst.ypom, na zvárací proces. Přitom výstup povelu prespúštanie pily, elektronického riadenia parametrov zváracieho procesu, je připojený na nulova-cí vstup klopného obvodu, apúŠtací vstup generátore pilovitého priebehu a súňasne cez onesko-rovací obvod so vstupom pre nastavenia oneskorenía, na hodinový vstup klopného obvodu. 21.1 021 2 Výhodou sposobu podlá vynálezu je, že umožňuje vyrovnávat také náhodné a rušivé vonkajšievplyvy, ako je například šuntovanie prúdu susedným zvarom alebo cez náhodný kontakt zváranýchdielcov, ktoré by inak viedli k poklesu prúdu tečúceho cez raiesto zvaru a tým k vzniku nekva-litných spojov. Navýše je sposob podlá vynálezu schopný prispósobič zvárací prúd situáciamvznikajúcím v dosledku záměru konštruktéra, ako sú rózne hrůbky zváraných plechov a rožnepočty vrstíev, ktoré sa menia pocas zváracej operácie na jednej konštrukcii· To ulahčuje prácutechnologa pr i nastavovaní zváracích podmienok. Po určitom počiatočnom nastavení, prispósobe-nie zváracieho prúdu meniacim sa technologickým podmienkam vykoná zariadenie podlá vynálezu Výhodou sposobu a zariadenia podlá vynálezu je ďalej, že korekcia zváracieho prúdu nastá-vá počas, vlastně na zaČiatku toho zváracieho procesu, kde bola zístená změna podmienok, ktorási takú korekciu vyžaduje.

Zariadenie podlá vynálezu nevyžaduje. zvláštný . snímač, alebo převodník a je použitelnéako na stacionárnych, tak aj na klieŠčových bodových zváracích strojoch. Příklad prevedenia vynálezu je znázorněný na připojených výkresoch, kde obr. 1 předsta-vuje typický priebeh odporu zvaru a narastanie priemeru zvarovej šošovky pri konštantnom na-stavení zváracieho prúdu, obr. 2 porovnává priebeh odporu zvaru a narastania priemeru zvarovejšošovky pri nařas tajucom, číže svahovom priebehu zváracieho prúdu, obr. 3 vysvětluje principfunkcie spósobu podlá vynálezu, ako sa od priebehu odporu zvaru, respektive jeho derivácieodvádza signál pre zastavenie narastania zváracieho prúdu a obr. 4 znázorňuje příklad preve-denia zariadenia podlá vynálezu.

Na konštantnom nastavení zváracieho prúdu je typický priebeh odporu zvaru II znázorněnýkřivkou j_. Křivka 2 ukazuje>ako súčasne přitom narastá priemer zvarovej šošovky D. Je vidiet,že zhruba v okamihu tmax, keď odpor zvaru R.dosiahol svoje lokálně maximum Rmax, začína sautvárať tavná zvarová šošovka, ktorej priemer D s postupom zvárania v čase t narastá.

Keď necháme zvárací prúd .1 počas zvárania svahovite narastat, křivka 3j, priebeh odporuII, křivka £, opáč dosíahne časom maximum Rmax. Tomuto maximu přibližné odpovedá počiatokvzniku tavnej zvarovej šošovky, no jej priemer D., křivka £, rýchlo narastá so vzrastajúcouhodnotou zváracieho prúdu Strmosť rastu priemeru D je podstatné vyššia ako v případe kon-štantného nastavenia zváracieho prúdu 1^, až časom dojde k energetickému presýteniu zvarua výstreku nataveného materiálu zo zvaru.

Experimentálně sa zistilo, že Čím rýchlejšie narastá zvárací prúd JE, tým skór nastanemaximum Rmax priebehu odporu zvaru R a tým skór sa objaví počiatok narastania tavnej zvarovejšošovky. Sálej sa zistilo, že pri zmene vonkajších podmienok, ako například zváčšenie hrůbky alebopočtu zváraných plechov alebo vzrast priemeru elektrod, například ich opotřebováním, maximumRmax nastáva neskór, to znamená prí vyšších hodnotách zváracieho prúdu .1, Ak sa přitom z pří-slušných hodnot I 1, odpovedájúcira nsstatiu Rmax v časoch tmax utvoří podiel I/De, ktorý sanazýva intenzita zváracieho procesu a je o ňom známe, že pre jeden druh materiálu je invarian-tou zváracieho procesu, kde De je priemer zváracích elektrod. Tento podiel je pre rózne hrubkya počty zváraných plechov aj pre rózne priemery elektrod, pri inak konštantných podmienkachkonštantný.. Z toho vyplývá, že Čas tmax, pri ktorom nastáva maximum odporu zvaru Rmax, je in-variantou zváracieho procesu, ktorá označuje, že sa dosiahlo takej hodnoty zváracieho prúduI1, ktorá je primeraná energetickým nárokora právě zváraného spoja.

Na tomto základe fungujetač podlá křivky 6. Přitom sa sposob podlá vynálezu. Zvárací prúd JE sa nechá svahovite naras-měria priebeh 7_ odporu zvaru R a súčasne sa robí jeho derivácia dR/dt, křivka 8. V době tmax, keď priebeh R dosahuje lokálně maximum Rmax, priebeh 8. derivá-cie dR/dt prechádza nulou. Tento stav sa detekuje a na základe .takto získaného signálu sa

Claims (2)

1. 211021 3 zastaví dalšie narastanie zváracieho prúdu v‘ hodnotě I 1 . Zváranie sa potom dokončí prikonštantnej hodnotě zváracieho prúdu, priebeh Z technických dovodov konštrukcie elektro-nickej časti možebyť výhodné detekovat hodnotit 10 derivacie dR/dt, dostatečné blízku nule,takže signál z prerušenia rastu zváracieho prúdu 2. sa dává o časový interval At skór ako na·stane maximum odporu Rmax· Časový interval At bože byt porovnatelný alebo menší ako jedna pol-perióda sietovej frekvencie 50 Hz* to j< 0,01 s v případe běžných zváracich zariadeni. Spósob ríadenia zváracieho prúdu pri odporovom, najmM bodovom zváraní, podlá vynálezu umožňuje zariadenie podlá vynálezu, ktorého zdroj 11 priebehu odporu zvaru je cez derivátor 6 12 a komparátor 13 s porovnávacím vstupom 19 připojený na signálový vstup 20 klopného obvodu14· Přitom výstup klopného obvodu 14' je připojený na zastavovací vstup 23 generátora 15 pilo-vitého priebehu, ktorý je připojený cez elektronické riadenie 16 parametrov zváracieho proce-su s nastavovacím vstupom 2^5, na zvárací proces 1 7. výstu,p 26 povelu pre spúŠťaníe pi- ly, elektronického ríadenia 16 parametrov zváracieho procesu, je připojený na nulovací vstup22 klopného obvodu 14, spúštací vstup 24 generátora 15 pilovitého priebehu a súčasne cezoneskorovací obvod 18 so vstupom 27 pre nastavenie oneskorenia, na hodinový vstup 21 klopnéhoobvodu 14. * Činnost zariadenia podlá vynálezu spočívá v tom, že signál zo zdroja 11 priebehu odporuzvaru sa privádza na derivátor 12, ktorého výstup je připojený na komparátor 13 s porovnávacímvstupom 22* Komparátor 13 odhaluje nastatie maxima odporu a dává povel klopnému obvodu 14,ktorý překlopí a svojim výstupom připojeným na zastavovací vstup 23 generátora 15 pilovitéhopriebehu zastaví rast pily. Tým 8&amp; zastaví aj rast zváracieho prúdu, ktorý je určovaný připo-jením výstupu generátora 15 pilovitého priebeitii cez elektronické riadenie 16 parametrov zvá-racieho procesu s nastavovacím vstupom 25 na Zvárací proces 1 7. výstup 26 povelu pre spuštanie pily elektronického riadenie 16 parametrov zváracieho procesu je připojený na nulo-vací vstup 22 klopného obvodu 14 a spúStací vstup 24 generátora 15 pilovitého priebehu, čímsa pri spustení pily a tým aj narastájúeaho zváracieho prúdu odblokuje klopný obvod 1 4. Súčas-ne je výstup 26 povelu pre spuštanie pily priphjený cez oneskorovací obvod 18 so v'stupon 27pre nastavenie oneskorenia, na hodinový vstup 21 klopného obvodu 14. Tým 3e zabezpečené bloko-vanie počas prvých 2 až 5 period· Sposob a zariadenie podlá vynálezu možno využit pre automatické riadenie zváracieho pro-cesu bodového odporového zvárania. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Sposob ríadenia zváracieho prúdu pri oúporovom, najma bodovom zváraní, so svahovitýmnarastaním zváracieho prúdu, vyznačujúci sa tým, že narastanie zváracieho prúdu sa přeruší,kecf priebeh odporu zvaru dosiahne hodnotu svojho lokálneho maxima, alebo sa k tomuto maximupřiblíží, takže zváranie dalej pokračuje pri hodnotě nastavenia zváracieho prudu dosiahnutejv okamihu zastavenía jeho narastania.
2. 2. Zariadenie pre vykonávanie spósobu podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že zdroj /11/'priebehu odporu zvaru je cez derivátor /12/ a/komparátor /13/ s porovnávacím vstupom /19/připojený na signálový vstup /20/ klopného obvodu /14/, pričom výstup klopného obvodu /14/ jepřipojený na zastavovací vstup /23/ generátore /15/ pilovitého priebehu, ktorý je připojenýcez elektronické riadenie /16/ parametrov zváracieho procesu s nastavovacím vstupom /25/, nazvárací proces /17/, pričom výstup /26/ povelů pre spúštaníe pily, elektronického ríadenia /16/parametrov zváracieho procesu, je připojený ná. nulovací vstup /22/ klopného obvodu /14/, spuM-tací vstup /24/ generátora /15/ pilovitého priebehu a súčasne cez -oneskorovaeí obvod./18/ sovstupom /27/ pre nastavenie oneskorenia, na hodinový vstup /21/ klopného obvodu /14/. 2 listy výkresov Sevrrografi». n. p_ zívod 7. Most ó