CS220253B1 - Sposob riadenia zváracieho prúdu pri bodovom zváraní a zapojenie pre vykonáváme tohoto sposobu - Google Patents

Description

220253

Vynález sa týká spůsobu riadenia zvára-cieho prúdu při odporovom, najma bodlo-vtorn zváraní so svahovým narastaním zvá-racieho prúdu, na základe merania a vy-hodnociovania Cestového priebehu rýchlostitepelnej expanzie zvaru a zapojenia pře vy-konáváme tohoto způsobu. V praxi odporového, najma bodového zvá-rania je často potřebné zaručit rovnomer-nú vyslokú kvalitu zvarových spojov aj zaznačného kollsanla technologických pod-mienok, ktoré ovplyvňujú zvárací proces atým aj kvalitu zvarloVého spoja. V prevaž-nej váčšlne prípadov sa súčasná prax uspo-kojuje s pevným nastavením transformáto-ra a fázového riadenia výkonu na začiatkuzváracieho procesu, čo má zaručit udržia-vanie přibližné konštantného zváraciehoprúdu. Týmto nesením sa nedosahujú rov-noměrné výsledky pri kolísání napátia sie-te, opotřebovaní zváracích elektród, změ-nách stavu povrchu zváraných prvkov a pr‘iiných náhodných, alebo systematických po-ruchách alebo změnách, ktoré ovplyvňujúvelkost prúdu dodávaného do zvaru. Za ta-kýchto okolností sa může vyskytnúť situá-cia, že zvárací prúd sa změní natolko, ževznikne zvar zníženej kvality, připadne zvarnevznikne vůbec. Je známe zariadenie, kto-ré využívá skutečnost, že rýchlosť tepelnejexpanzie zvaru súvisí s fakttorom intenzityzváracieho procesu. Toto zariadenie snímárýchlosť tepelnej expanzie zvaru pri súčas-nom dávkování Zváracieho prúdu sto svaho-vým narastaním efektívnej hodnoty zvára-cieho prúdu. Tým sa zvyšuje faktor inten-zity zváracieho' procesu, čo sa odráža v sú-časnom zvyšování rýchlosti tepelnej expan-zie zvaru. Keď rýchlosť tepelnej expanziezvaru narastie na vopred odskúšanú a na-stavenú hodnotu, je to infiorihácia to tom,že efektívna hodnota prúdu a teda intenzi-ta procesu dosiahla úroveň žiadúcu pro kon-krétny technologický případ. Na tejtto' úrov-ni sa další nárast zváracieho prúdu prerušía zváranie sa ukončí na hodnotě nastaveniaprúdu dosiahnutej v okamihu prerušenia je-ho; svahového narastania. Nedostatkem toh-to riešenia je, že sa musí vopred odmerat,aká hodnota rýchlosti tepelnej expanziezvaru sa musí dosiahnuť pne zaručenie po-trebnej intenzity zváracieho procesu v da-noím případe, musí sa merať rýchlosť te-pelnej expanzie zvaru a porovnávat s nasta-venou hodnotou, kitorá může byt ofoecnerůzná v různých případech. Ďalšiou nevý-hodou známého riešenia je, že spojité spra-covanie signálu tepelnej expanzie zvaru vy-žadovalo použltie flltrov, ktoré vnášali o-neskoriovanie signálu a tým oneskorovanieinfermácie o zváracom precese.

Spňsóibiom podfa vynálezu sa nedostatkydoteraz známých riešení do značnej mieryodstránia. Podstata spůsobu riadenia zvá-racieho. prúdu pri hodovém zváraní so sva-hovým narastaním zváraciehoi prúdu, na zá-klade tepelnej expanzie zvaru podlá vyná- lezu spočívá v tom, že svahové narastaniezváracieho prúdu sa preruší, keď priebehrýchlosti tepelnej expanzie zvaru dosiahnehodnotu svejho lokálneho maxima a zvára-nie ďalej pokračuje pri hodnotě nastaveniazváracieho prúdu dosiahnutej v okamihuprerušenia svahového narastania. Priebehtepelnej expanzie zvaru sa meria vzorková-ním v okamihoch zanikania zváracieho prú-du.

Spůsob riadenia zváracieho prúdu podlávynálezu umožňuje zapojenie podlá vyná-lezu, u ktorého zdrloj signálu tepelnej ex-panzie zvaru je připojený na signálový vstupvZorkovača, ktorý je svojím výstupom připo-jený na signálový vstup diskrétneho derl-vátora, ktorého. výstup je připojený cez ob-viod vyhodnocujúci lokálně maximum rých-lostl tepelnej expanzie zvaru na jednotkuSvahu zváracieho' prúdu a ďalej na konco-vý stupeň, pričom zdroj signálu zváraciéhoprúdu je připojený na vstup generátorevzorkovacích a přepínacích impulzov, kto-rého výstup vzorkovacích impulzov je při-pojený na riadiaci vstup vZorkovača a vý-stup přepínacích impulzov je připojený nariadiaci vstup diskrétneho derivátora. Ob-vod vyhodnocujúci lokálně maximum tepel-nej expanzie zvaru je tvořený napříkladvrcholovým detektorům, pričom na vstupa výstup vrcholového detektora sú připoje-né vstupy komparátora maxima rýchlostitepelnej expanzie zvaru. Výhodou spůsobu podlá vynálezu je, žeumožňuje vykompenzovat také náhodné arušivé vplyvy pri zváraní, ako je napříkladšuntovanie prúdu susedným zvarom, alebocez náhodný kontakt zyáraňých dielcov,ktoré by Inak viedli k poklesu prúdu tečú-ceho cez miesito zvaru a tým k vzniku ne-kvalitných spojov. Navýše spůsob podlá vy-nálezu umožní automaticky prispůsiobiť zvá-rací prúd různým situáciam vzniká júcim vdůsledku záměru konstruktéra, akioi sú růz-né hrůbky zváraných plechov a různé počtyvrstiev, ktoré sa menía počas operácié najednej kionštrukcii. Výhodou spůsobu a za-pojenia podlá vynálezu je ďalej, že korekcíazváracieho prúdu nastáva v pločiatočnej fá-ze každého jednotlivého zváracieho proce-su, kde sa zlstí taká změna podmienok, kto-rá si korekclu vyžaduje. Ďalšia výhoda spů-sobu a zapojenia podlá vynálezu je, že sanemusí merať ahsoluná hodnota riadiacejveličiny, rýchlosti tepelnej expanzie zvaru,ale indikoval len lokálny extrém jej časo-vého' priebehu. Riadiaci systém nastavenýpri výrobě už nie je potřebné nastavovat prirůzných technologických podmienkach asvoju íunkciu plní automaticky.

Funkcla a příklad konkrétného prevede-nla vynálezu sú znázorněné na připojenýchvýkresoch, kde obr. 1 ukazuje priebeh te-pelnej expanzie zvaru pri narastajúcom, či-že svahoviolm priebehu zváracieho prúdu,obr. 2 znázorňuje funkciu spůsobu podlá

Claims (4)

1. 220253 vynálezu, obr. 3 znázorňuje příklad preve-denia zapojenia podlá vynálezu a obr. 4 u-kazuje příklad realizácie obvodu vyhodno-cujúceho liokálne maximum rýchlosti tepel-nej expanzie zvaru. Experimentálně sa zistilo, že čím rýchlej-šie narastá zvárací prúd I, tým skór nasta-ne inflexný bod 4 na priebehu tepelnej ex-panzie zvaru a tým skůr sa objaví piočiatoktavenia materiálu, počiatok rastu zvarové-ho spoja. Ďalej sa zistilo, že pri zmene von-kajších podmienok, ako je například zváčše-náe hrůbky, alebo počtu zváraných plechov,alebo vzrast priemeru elektrod, napříkladv dosledku ich opotrebovanla, inflexný bod4 nastáva nesfcQr, to znamená pri vyššíchhodnotách zváracieho prúdu I. Toto^ zvýše-nie zváracieho prúdu je přitom také, že fak-tor I/De, kde De je efektívny priemer zvára-cích elektrod, zvaný faktor intenzity zvára-cieho procesu, ziostáva přibližné konštant-ný. Pretože faktor I/De je pre jeden druhmateriálu invariantou zváracieho prlocesu,aj nastatie inflexnébo bodu 4 na priebehuTE je invariantou procesu, ktorá naznačuje,že v príslušnom okamihu sa dosiahlo takejhodnoty zváracieho prúdu I, ktorá je pri-meraná energetickým požiadavkám právězváraného spoja. Na tomtio základe účinkuje sposlob podlávynálezu. Efektivně hodnota zváracieho prú-du svahovo narastá podlá priebehu křivky
2. 2. Přitom sa meria tepelná expanzia zvaruTE s priebehom podlá křivky 3 a súčasnerýchlosť tepelnej expanzie zvaru dTE/dt,ktorej priebeh je daný krivkiou 5. Keď napriebehu tepelnej expanzie zvaru nastaneinflexný bod 4, ktorému zodpovedá maxi-mum 6 na priebehu rýchlosti tepelnej ex-panzie zvaru dTE/dt, ďalšie narastanie zvá- PREDMET

   1. SpĎsob riadenia zváracieho prúdu priodporovom, najma bodovom zváraní so sva-hovým narastaním zváraciehoi prúdu, nazáklade tepelnej expanzie zvaru, vyznače-ný tým, že narastanie zváraciehoi prúdu sapřeruší, keď priebeh rýchlosti tepelnej ex-panzie zvaru dosiahne hodnotu svojho lo-kálneho maxima a zváranie ďalej pokračujepri hodnotě nastavenia zváracieho prúdudoeiahnutej v okamihu zastavenia jeho na-rastania.

   2. SpĎsob podlá blodu 1, vyznačený tým,že tepelná expanzia zvaru sa meria vzor-kováním v okamihoch zanikania zváraciehoprúdu.
3. 3. Zapojenie na vykonávaní© spósobu po-dlá bodov 1 a 2, vyznačujúce sa tým, žezdroj (11) tepelnej expanzie je připojenýna signálový vstup (18) vzorkovače (12),ktorý je svojím výstupem připojený na sig-nálový vstup (19) diskrétneho derlvátora(13), kťorého výstup je připojený cez ob- racieho prúdu sa přeruší a zváranie ďalejpokračuje pri konštanitnej hodnotě nastave-nia zyáraciehoi prúdu 7, doeiahnutej v oka-mihu nastatia inflexnéhO' bodu 4. Na obr. 3 je bloková schéma zapojeniariadiaceho systému. Zdroj 11 signálu tepel-nej expanzie zvaru je připojený na vzorko-vač 12, ktorý vzorkuje signál tepelnej ex-panzie zvaru raz za jednu polperiódu siefo-vej frekvenciie vždy tesne po skončení pře-chodu prúdu. Vyvzorkovaný signál z výstu-pu vzorkovača 12 sa vedle na vstup 19 dis-krétneho derivátora 13, z kterého signál pre-chádza na obvod 14 vyhodnocujúci extré-my derivácie dTE/dt. Obvod 14, ktorý spó-sobuje zastavenle narastania svahu prúduv svahové) jednotke 15, je cez túto připoje-ný na koncový stupeň 24. Vzorklovacie a pre-pínacle impulzy vznikajú v generátore 17synchronizovaniom zdrojem 16 signálu zvá-racieho prúdu. Generátor 17 dodává do vzor-kovača 12 vzorklovacie impulzy, ktoré spó-sobujú krátkodobé pripájanie pamate vzor-kovača 12 na signále tepelnej expanziezVaru v určenom okamihu. Do' diskrétnehoderlvátora 13 dodává generátor 17 přepína-cí© impulzy, ktoré dávajú povely na prepí-nanie jeho pamatí a ich diferenciálně pri-pájanie na výstup tak, aby vznikla deriváciatepelnej expanzie zvaru. Na obr. 4 je uvedený přiklad zapojeniaobvodu 14 vyhodnocujúceho liokálne maxi-mum rýchlosti tepelnej expanzie zvaru, čí-že maximum derivácie tepelnej expanziezvaru, tvořeného^ vrcholovým detektorem 25na ktorý je připojený klomparátor 26, kte-rého výstup ovládá svahovú jednotku 15(zastavuje svah prúdu) v okamihu lokálne-ho maxima rýchlpsti tepelnej expanzie zva-ru. VYNALEZU vod (14) vyhodnocujúci lokálně maximumrýchlosti tepelnej expanzie zvaru na jednot-ku (15) svahu zváracieho prúdu, ktorá jevýstupem připojená na koncový stupeň (.24),pričom zdroj (16) signálu zváracieho prú-du je připojený na vstup generátora (17)vzorkovacích a přepínacích impulzlov, kte-rého výstup (20) vzorkovacích ímpulzov jepřipojený na riadiaci vstup (21) vzorkovača(12) a výstup (22) přepínacích impulzovje připojený na riadiaci vstup (23) diskrét-neho derivátora (13).
4. 4. Zapojenie podlá bodu 3 na vykonává-me spĎsobu podl'a bodov 1 a 2, vyznačujú-ce sa tým, že obvod (14) vyhodnocujúci lo-kálně maximum rýchlosti tepelnej expanziezvaru je tvořený vrcholovým detektoriom(.25), pričom na vstup a výstup vrcholové-ho detektoru (25) sú připojené vstupy klom-parátor a (26) maxima rýchlosti tepelnej ex-panzie zvaru. 2 listy výkresov