CS211198B1 - Spdsob ovládania procesu odporového výstupkového zvárania a zapojenie obvodu pre tento spdsob - Google Patents

Description

1 211198

Vynález sa týká spósobu ovládania procesu odporového výstupkového zvárania a zapojeniapre tento sposob. V pr'axitit bez jehonedochádzaloprostriedkovprevádzková je často potřebné po vytvoření odporového výstupkového zvarového spoje ohodno-porušenia jeho předpokládánu kvalitu a navýše riadit zvárací proces tak, abyk výrobě nekvalitných spojov. Toto je doležité najma pri výrobě dopravnýcha tiež v iných odboroch, kde od kvality niektorých výstupkových. zvarov závisíspolahlivost a bezpečnost.

Prevádzkové podmienky, za ktorých sa vyrábajú odporové zvary, sú často nestále. Ener"getické siete, tolerancie zváraných dielcov, čistota ich povrchu, opotrebovanie a čistotafunkúných ploch prípravkov sa niekedy v procesé výroby menia natolko, že zváracie parametrenastavené podlá technologického předpisu nezaručia vytvorenie zvarov požadovaných vlastností. V tomto případe je účelné používanie kontrolných zariadení zvaných monitory. Tieto merajú jede-nu aiebo viac veličin vystupujúcich vo zváracom procese a namerané výsledky sa porovnávajús vopred určeným rozmedzím žiaducich hodnot a případy meraní mimo tohoto rozmedzia sa signa-lizujú ako pravděpodobně nevyhovujúce zvary.

Niektorých aspektov procesu, ked zvolaná veličina sa meria a reguluje na žíadanú hodnotualebo priebeh, připadne sa nechá narastať a pri dosiahnutí vopred zistenej a nastavenej hod-noty sa podnikne příslušný zásah, například prerušenie zváracieho prúdu. Takéto systémy sazvyknu nazývat aj korekčně systémy riadenia. Sú známe spósoby kontroly výstupkového procesu na základe merania a minitorovania zvá-racieho prúdu, relativného posuvu zváraných dielcov, připadne rÓznych kombinácií obidvochtýchto veličin meraných a minítorovaných naraz. Spoločnou nevýhodou všetkých týchto sposobovzostáva, že ide vždy iba o pasívnu kontrolu, to znamená, že zvlý zvar se v najlepšom případeodhalí a zaregistruje, no jeho vyrobeniu a tým strate materiálových a výrobných nákladovnebolo možné zabránit. Tomuto nedostatku majú bránit rózne druhy riadicich korekčných systé-raov, z ktorých pre použitíe vo výstupkovom odporovom zváraní je známe riešenie, kde sa sledujeposuv zváraných dielcov spósobený spechovávaním výstupku a ked tento dosiahne pevne vopredstanovená a nastavená mieru, vypne sa zvárací prúd. Záměr pri použití tohoto spósobu je vy-rábat zvary, ktorých konečná miera po zvarení leží v čo najužšej tolerancii. Nevýhodou všakje, že pri existencíi rozdielných rozmerov zváraných dielcov v rámci ich výrobných toleranci!pri zvaraní na pevný rozměr zvárací proces u rÓznych spojov prebiehal po róznu dobu, čomálo za následok spoje sice s rovnoměrnějším konečným rozmerom, no s rozptylmi v pevnosti,velkosti výronku, šírke teplotného ovplyvnenia atď. Navýše, ked sa uváži postupné opotrebova-nie zváracích prípravkov, aj.dodržiavanie rozmerov sa s časom zhorší. Navýše takýto sposobnezaručí, že sa zabráni například kombinácií nižšieho prúdu a nadmernej síly, takže spoj móžebyt spechovaný na daný rozměr za podmienok nedostatočného ohřevu, čo móže spsóbot zhoršenémechanické vlastností spoja.

Uvedené nedostatky sa vynálezom do značnej miery odstránia. Podstata spósobu ovládaniaprocesu odporového výstupkového zvárania, kde sa počas zváracieho procesu meria zvárací prúda realitívny posuv zváraných dielcov, podlá vynálezu spočívá v tom, že počas procesu sa me-ria relativný posuv zváraných dielcov a zvárací prúd sa vypíná, Red relativný posuv dosíaholvopred nastavenu meranú hodnotu zaručujúcu potřebná přesnost rozmerov po zvarení a súčasnesa počas procesu meria zvárací prúd a nameraná hodnota prúdu sa porovnává s vopred zistenouhornou raeranou hodnotou prúdu pre daný technologický případ, pri ktorej už nastáva nežiadúceprehriatie zvaru ďalej s dolnou meranou hodnotóu prúdu pri ktorej už nenastává dostatočnénatavovanie zváraných dielcov, pričora zvar pri ktorom nameraná hodnota zváracieho prúdu bolaváčšia ako horná meraná hodnota prúdu alebo menšia ako dolná meraná hodnota prúdu sa signali-zuje ako nepřijatelný, a zvar pri ktorom nameraná hodnota zváracieho prúdu bola vyššia ako dolná meraná hodnota prúdu a súčasne nižšía ako horná meraná hodnota prúdu sa signalizujeako přijatelný. 211198 2

Je výhodné, ke<f meraná hodnota zváracieho prúdu je efekti.vn.ou hodnotou celého priebehuzváracieho prúdu· Je výhodné tiež, ak sa meria efektívna hodnota maximálnej palperiódy z ce-lého priehe.hu- zyár-aci.ehfl. prúdu... Sálej. Je. výtuadné-,- ak 44. werúl· fttcedná 4i.odnotá prieheh.u avá^racieho prúdu. Přitom relativný posuv zváraných dielcov sa meria ako relativný posuv elektrodzváracieho stroja, alebo relativný posuv zváraných dielcov sa meria ako posuv pohyhlivejelektrody voči fréme zváracieho stroja.

SpSsob podlá vynálezu umožňuje realizoval zapojenie obvodu, ktoré podlá vynálezu spočíváv tom, že snímač prúdu je připojený cez merač prúdu a. komparátor hraníc prúdu so vstupompre nastavenie hraníc prúdu na ovládací vstup vyhodnocovacieho obvodu a snímač posuvu jepřipojený na signálový vstup obvodu relatívnej nuly posuvu, ktorého ovládací vstup je při-pojený na riadiaci výstup merača prúdu. Přitom výstup obvodu relatívnej nuly posuvu je připo-jený na vstup koraparátora dosiahnutia žiadaného posuvu, ktorého výstup je připojený na riade-níe zváracieho prúdu a súčasne na signálový vstup vyhodnocovacieho obvodu, přitom výstup vy-hodnocovacieho obvodu je připojený na indikátor kvality zvaru.

Spósob kontroly kvality a riadenia procesu odporového výstupkového zvárania a zapojenieobvodu pre tento spósob, podlá vynálezu umožňuje získat zvarové spoje, ktoré vypnutím zvára-cieho prúdu v okamihu, ked relativný posuv zváraných dielcov od začiatku přechodu prúdu do-siahol nastavenú hodnotu, majú dostatočne rovnoměrný výsledný rozměr, pričom sa kompenzujeuž aj opotrebovanie zváracieho přípravku. Prakticky jediným zdrojom rozptylu výsledného roz-měru zostávajú póvodné tolerancie výškových rozmerov zváraných dielcov, no tieto bývajúv bežnej výroby ovela menšia ako tolerancie spósobené klasicky ovládanou, neriadenou operá-ciou odporového výstupkového zvárania. Přitom sa zistilo, že hodnota posuvu zváraných dielcov počas přechodu zváracieho prúdupri konštantnej hodnotě prúdu dobré koreluje aj s výslednými mechanickými vlastnosťami zvaro-vého spoja. Přitom je ovšem možné, že v případe extrémnej kombinácie vonkajšich porúch sazíská zvar nevyhovujúcej kvality aj v případe, že hodnota relativného posuvu zváranýchdielcov bola správná. To je možné, například pri nesprávnej geometrii zváracieho výstupku,keď sa dosiahne predpísaná deformácia pri konštantnej zváracej sile aj pri nižšom ohřeve.

Iná možnosť je, ak súčasne poklesne zvárací prúd a vzrastie přítlačná sila. Ešte iná možnost je pri postupnom priváraní viacerých dielcov na tenkostenné teleso,například rúrku, keď teplo nahromaděné v tenkostenom telese spósobí nárast jeho elektrickéhoodporu a súčasné zníženie pevnosti. Potom je možné, že přítlačná zváracia sila spósobí deformáciu tenkostenného telesa, ktorá sa prejaví ako relativný posuv zváraných dielcov, no zvarvyrobený nižším zváracím prúdom, zníženým v dósledku nárastu elektrického odporu zváranýchdielcov, bude nutno nekvalitný.

Preto je doležité súčasne a ovládáním dlžky súčasne s ovládáním dlžky přechodu zváracie-ho prúdu, to je zváracieho času, získat aj informáciu o hodnotě zváracieho prúdu a tútovhodné vyhodnotit. To je možné urobit spósobom známým v zváračskej praxi ako monitorovaniezváracieho prúdu. Je potřebné vopred zístit horné medzné hodnoty prúdu nad ktorými nastáva-nežiadúce prehriatie zvaru a dolné medzné hodnoty, pod ktorými nenastává dostatoČné natave-nie zváraných dielcov. Tieto medzné hodnoty prúdu sú samozřejmé obecne rožne pre každý tech-nologický případ a třeba ich stanovit experimentálně.

Nameraná hodnota zváracieho prúdu sa potom porovnává so zistenými nastavenými medznýmihodnotami, a ak leží vnútri intervalu raedzi obídvoma uvedenými hodnotami, a relativný posuvzváraných dielcov počas přechodu prúdu súčasne dosiahol stanovenú hodnotu, je možné zvar po-vazovat za přijatelný. Ak ale zvárací prúd bol váČší ako horná uvedená hodnota alebo menšíako dolná uvedená hodnota, je třeba zvar považovat za nepřijatelný a to aj v případe, že re-lativný posuv zváraných dielcov počas přechodu prúdu dosiahol stanovenú hodnotu.

Claims (7)

1. Spósob ovládania výstupkového zváracieho procesu, vyznačujúci sa tým, že počasprocesu sa meria relativný posuv zváraných dielcov a zvárací prúd sa vypíná, keď relativnýposuv doeiahol vopred nastavená meranú hodnotu zaručujúcu potrebnú přesnost rozmerov po zva-rení a súčasne sa počas procesu meria zvárací prúd a nameraná hdnota prúdu sa porovnává s vo-pred zistenou hornou meranou hodnotou prúdu pre daný technologický případ, pri ktorej už nas-tává nežiadúce prehríatie zvaru', s dolnou meranou hodnotou prúdu pri ktorej už nenastávádostatočné natavovanie zváraných dielcov, pričom zvar pri ktorom nameraná hodnota zváracieho * prúdu bola váčsia ako horná měrná hodnota prúdu alebo menšia ako dolná meraná hodnota prúdu 211198 4 sa signalizuje ako nepřijatelný, a zvar pri ktorom nameraná hodnota zváracieho prúdu bolavyššia ako dolná meraná hodnota prúdu a súčasne nižšia ako horná meraná hodnota prúdu sa sig-‘nalizuje ako přijatelný.

2. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým, že meraná hodnota zváracieho prúdu je efektívnouhodnotou celého priebehu zváracieho prúdu.

3. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým, že se meria efektívna hodnota maximálnej polperi-ódy z celého priebehu zváracieho prúdu.

3 211198 Sposob podlá vynálezu tak umožňuje automaticky znížit rozptyl kvalitatívnych ukazova-telov vyrobených zvarov v podmíenkaeh nevelkých zmien vstupných podmienok zváracieho procesuběžných v prevádzkove j. praxi,, a při, zriedkave jáQft. Utukoa.,v^h3o4ea£.-technologických, podmienokinformuje obsluhu tak, aby sa umožnil jej správný zásah. Ďalšou výhodou spdsobu podlá vy-ná*lezu je, že zapojenie na jeho realizáciu vychádza poměrně jednoduché, lebo nevyžaduje použi-tie regulačných alebo stabilizačných obvodov, ktoré sú v specifických podmíenkaeh odporovéhozvárania velmi náročné a nákladné. \ Příklad prevedenia vynálezu je znázorněný na pripojenom výkrese, ktorý představujebloková schému zapojenia podlá vynálezu. Zapojenie obvodu, ktorým sa realizuje sposob podlá vynálezu spočívá v tom, že snímač_1_ prádu je připojený cez merač 2. prúdu a komparátor 3^ hraníc prúdu so vstupom 15 pre nasta-venie hraníc prúdu na ovládací vstup 10 vyhodnocovacieho obvodu _4 a snímač 5. posuvu je připo-jený na signálový vstup 11 obvodu relatívnej nuly posuvu, ktorého ovládací vstup 12 jepřipojený na riadiaci výstup 14 merača _2 prúdu. Přitom výstup obvodu relatívnej nuly posuvuje připojený na vstup komparátora _7 dosiahnutia žiadaného posuvu, ktorého výstup je připoje-ný na riadenie 9_ zváracieho prúdu a súčasne na signálový vstup 13 vyhodnocovacieho obvodu £.Přitom výstup vyhodnocovacieho obvodu 4_ je připojený na indikátor jJ kvality zvaru. Zvárací prúd sa meria snímačom J_ prúdu, například toroidným snímacom a v merači 2_prúdu sa zo snímaného signálu tvoří žiadaná hodnota, efektívna alebo středná. Nameranahodnota sa v komparátore hraníc prúdu porovnává s nastavenými hranicarai, ktoré vymedzujúpásmo přijatelných hodnot prúdu pre daný zvar. Signál o tom, Či zvárací prúd lézal v tomtopasme, alebo mimo něho, sa privádza na ovládací vstup ΐ0 vyhodnocovacieho obvodu 4.» Posuv zváraných dielcov sa snímá snímačom 5. posuvu, například kapacitným. Snímanýsignál sa dodává na signálový vstup 11 obvodu -6 relatívnej nuly posuvu. Tento obvod je ria-dený pomocou signálu o přechode zváracieho prúdu, ktorý je dodávaný riadiacim výstupom14 merača 2_ prúdu na riadiaci vstup 12 obvodu _6 relatívnej nuly posuvu, tak, že okamžitá hod-nota posuvu v čase zaČatia přechodu zváracieho prúdu sa považuje za nulu a na výstup obvodu relatívnej nuly posuvu sa dostává len hodnota prírastku posuvu počas přechodu zváraciehoprúdu. Táto hodnota sa dodává na komparátor £ dosiahnutia žiadanej hodnoty posuvu, ktorý juporovnává s vopred nastavenou žiadanou hodnotou posuvu. V okamihu, keď sa prírastok posuvuod začiatku přechodu prúdu vyrovná nastavenej žiadanej hodnotě posuvu komparátor T_ dosiahnu-tia žiadanej hodnoty posuvu dá signál riadeniu 9. zváracieho prúdu na vypnutie zváraciehoprúdu a tým na ukončenie zváracieho procesu. Tento signál postupuje súčasne aj na signálovývstup 13 vyhodnocovacieho obvodu Vyhodnocovací obvod 4_ vyhodnotí, či počas zváraciehoprocesu, to je až do doby prerušenia prúdu, signalizovanej komparátorom T_ dosiahnutia žiada-nej hodnoty posuvu, sa dosiahla přijatelná hodnota zváracieho prúdu ležiaca medzi nastavenýmihranicami. Signál o tom, či třeba zvar považovat za přijatelný alebo nie, príde na indikátor8 kvality zvaru, ktorý vhodným sposobom, například optickým, alebo akustickým signálom,informuje obsluhu, připadne ovládá aj znackovanie alebo registračně zariadenie. PREDMET VYNÁLEZU

4. Sposob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že sa meria středná hodnota priebehu .zvára-cieho prúdu.

5. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým, že relativný posuv zváraných dielcov sa meria akorelativný posuv elektrod zváracieho stroja.

6. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým, že relativný posuv zváraných dielcov sa meriaako posuv pohyblivej elektrody voči fréme zváracieho stroja.

7. Zapojenie obvodu na realizovanie sposobu podlá bodu 1, vyznačené tým, že snímač/1/ prúdu je připojený cez merač /2/ prúdu a komparátor /3/ hraníc prúdu so vstupom /15/pre nastavenie hraníc prúdu na ovládací vstup /10/ vyhodnocovacieho obvodu /4/ a snímač /57posuvu je připojený na signálový vstup /11/ obvodu /6/ relatívnej nuly posuvu, ktorého ovlá-dací vstup /12/ je připojený na riadiaci výstup /14/ merača /2/ prúdu a výstup obvodu /6/relatívnej nuly posuvu je připojený na vstup komparátora /7/ dosiahnutia žiadaného posuvu,ktorého výstup je připojený na riadenie /9/ zváracieho prúdu a súčasne na signálový vstup/13/ vyhodnocovacieho obvodu /4/, pričom výstup vyhodnocovacieho obvddu /4/ je připojený naindikátor /8/ kvality zvaru. 1 list výkresdv Saverografia, n. p., závod 7, Most