CS239385B1 - Sposob regulácie oblúkového zváracieho procesu a zapojenie na vykonávanie tohoto sposobu - Google Patents

Description

239385

Vynález sa týká sposobu regulácie obla-kového zváracieho procesu pri výrobě jed-novrstvových tupých zvarov/ch spojov naj-ma na tenkostenných rúracli a kořenovýchvrstiev tupých zvarových spojov s vačšouhrubkou steny oblúkovým zváraním neod-tavujúcou sa elektrodou v plynnej atmosfé-ře a zapojenia na vykonávanie sposobu.

Jednovrstvové tupé zvarové spoje na ten-kostenných rúrach a kořenová vrstva tu-pých zvarových spojov na rúrach s vačšouhrúbkou steny sa zhotovujú velmi často ob-lúkovým zváraním neodtavujúcou sa elek-trodou v plynnej atmosféře, ako aj mecha-nizovaným sposobom. Tento sposob zvára-nia sa úspěšně aplikuje najma na rúrach znízkolegovaných a vysokolegovaných ocelí,na rúrach z 1'ahkých a [ažkých neželeznýchkovov s cielom zabezpečit dobré formova-nie korenovej húsenky a dokonalý prievaraj pri relativné malom převýšení koreňa.

Pri ručnom zváraní sleduje zvárač tvor-bu zvarového kúpela a podlá zmien rozme-rov nataveného kovu reguluje množstvo tep-la potřebného na správné prevarenie kore-ňa. Nakolko zvárač pracuje přibližné prikonštantnom tepelnom výkone oblúka, rea-guje na případné změny zváracích podmie-nok najměi změnou zváracej rýchlosti. Za-bezpečenie požadovanej formy korenovejvrstvy, ako aj jej rovnoměrnosti, vyžadujevšeobecne primeranú kvalifikáciu zváračaa jeho remeselnii zručnost.

Pri mechanizovanej výrobě tupých spojovna tenkostenných rúrach a pri výrobě ko-řenových vrstiev spojov na rúrach s vač-šou hrúbkou steny sa používá niekolko po-stupov.

Pri použití konštantných podmienok pří-pravy spojov a konštantných parametrovzvárania sa spravidla vyžadujú speciálněpodložky pre formovanie koreňa. Bez po-užitia podložiek nie je možné zabezpečitrovnoměrné prevarenie koreňa a rozměrykoreňovej húsenky. Tento sposob je naviacnepoužitelný pri zváraní rúrok velmi ma-lých priemerov.

Je známe, že pri výrobě obvodových spo-jov na rúrach sa s pohybom oblúka s kon-štantného' výkonu po obvode rúry postupnémění teplotně pole v oblasti zvarového kú-pela a tým tiež podmienky pre formovaniekoreňa. Změny teplotných pomerov po ob-vode rúry sú všeobecne tým váčšie, čímmenší je priemer a hrúbka steny rúry, ačím menšia je rýchlosť zvárania. Eliminovattieto změny teploty v jednotlivých bodochobvodu rúry vyžaduje často zásadnú změnuměrného tepelného příkonu zvárania počaszváracieho cyklu, čo sa zabezpečuje naj-častejšie vhodným programovým ovládánímintenzity zváracieho prúdu alebo postup-nej rýchlosti zvárania. Týrnto sposobom jemožné však dosiahnuť pravidelné formova-nie koreňa iba pri presne definovanom tech-nologickom programe vybraných zváracíchparametrov a konštantných podmienok zvá- rania. Značnou nevýhodou tohto sposobuje potřeba určenia optimálneho technolo-gického programu pre každý druh materiá-lu, priemer a hrúbka steny rúry, ktorý jenutné často prácne experimentálně určit.

Naviac oba uvedené sposoby mechanizo-vanej výroby kořenových vrstiev spojov rúrneumožňujú eliminovat změny podmienokzvárania, ktoré majú náhodný charakterposobenia, ako například lokálně změnychemického zloženia materiálu, kolísaniehrůbky steny rúry, nestabilita zváracích pa-rametrov počas zváracieho cyklu a podob-né. Vplyv týchto poruchových veličin 11akvalitu koreňovej húsenky je často rozho-dujúci a tak zabezpečenie rovnoměrnéhoformovania a dokonalého prievaru koreňo-vej partie pozdíž celého obvodového spojarúr je velmi obtiažne. Z praxe je dalej známe, že obzvlášť kri-tickými miestami, v ktorých možno pozoro-vat častý výskyt nepravidelného formova-nia koreňa zvaru, sú miesta zapálenia zvá-racieho oblúka — začiatky zvarových hú-seniek. Táto skutočnosť je sposobená tým,že po zapálení zváracieho oblúka sa istúdobu nemení vzájomná poloha zváraciehohoráka a základného materiálu s cielommiestne nataviť základný materiál pozdížcelej jeho hrůbky. Po miestnom přetavenímateriálu sa spúšťa činnost pohybového me-chanizmu, zabezpečujúceho postupnú rých-losť zvárania. Vzhladom na to, že časovýinterval potřebný na počiatočné pretaveniezákladného materiálu závisí od mnohýchveličin zváracieho procesu, ako napříkladod natavených zváracích parametrov, tu-hosti zostehovania zváraných rúr, lokálnejhrůbky základného materiálu miestneho od-vodu tepla do materiálu a podobné, je pre-to velmi obtiažne stanovit jeho optimálnudížku pre konkrétny zváraný spoj, protožetáto aj pri minimálnych výrobných toleran-ciách přípravy spoja kolíše v značné ši-rokom rozsahu. Z tohto důvodu v tejto čas-ti spoja často dochádza k nepravidelnémuformovaniu koreňa húsenky, k miestnymneprievarom, resp. k tvorbě kvápnikov, pre-visov alebo až k přepadu zvarového kovudo vnútorného priestoru rúry.

Uvedené nedostatky súčasného stavu vý-roby jednovrstvových tupých zvarových spo-jov na tenkostenných rúrach a kořenovýchvrstiev tupých zvarových spojov s vačšou.hrúbkou steny oblúkovým zváraním neod-tavujúcou sa elektrodou v plynnej atmosfé-ře, odstraňuje ríešenie podlá vynálezu. Pod-stata riešenia spočívá v tom, že od okami-hu zapálenia zváracieho oblúka sa v kore-ňovej časti zvaru v oblasti zvarového kú-pela sleduje intenzita teplotného žiarenía,ktorá sa transformuje na elektrický sig-nál.

Velkost tohto signálu po dosiahnutí prvejspínacej úrovně zaháji reguláciu zváracie-ho procesu vo fáze počiatočného natavova- 239385 nia základného materiálu a po dosiahnutídruhej spínacej úrovně zahájí vlastnú ope-ráciu výroby koreňovej vrstvy zvarovéhospoja regulovaným zváracím procesom, pri-čom regulácia zváracieho procesu sa usku-tečňuje tak, že velkost elektrického signá-lu sa porovnává so žiadanou regulačnou ú-rovňou a každá jeho případná odchýlka spó-sobuje korekciu vybraných zváracích pa-rametr o>v. Výhodné je ak forma koreňa a prierezkoreňovej húsenky sa ovplyvňuje žiadanouregulačnou úrovňou.

Podstata zapojenia na vykonávania spó-sobu pozostáva v tom, že snímač pře sle-dovanie intenzity žiarenia koreňa zvaru jepřipojený na porovnávací člen pře porov-náme elektrického signála s nastavenýmispínacími úrovňami a so žiadanou regulač-nou úrovňou. Porovnávací člen je připoje-ný na spínací člen priamo svojími spínací-mi výstupmi a cez regulátor i svojim regu-lačným výstupom, pričom spínací člen jeďalej jedným svojim výstupom připojenýna otočné polohovadlo a druhým výstupomcez sumačný člen na zvárací zdroj. Výhodou uvedeného spósobu reguláciezváracieho procesu při výrobě kořenovýchvrstiev spojov rúr a zapojenia na vykoná-váme sposobu je to, že sa nevyžadujú spe-ciálně podložky pře správné formovaniekoreňa zvaru. Súčasne sa nevyžadujú oso-bitné programovacie zariadenia pre zabez-pečenie pevného technologického progra-mu vybraných parametrov zvárania za úče-lom eliminácie róznych teplotných pome-rov po obvode rúry počas zváracieho' cyk-lu, ako aj stanovenie optimálneho techno-logického programu zváracieho režimu prekonkrétné podmienky zvárania rúr. Ďalšou výhodou je to, že snímanie inten-zity teplotného žiarenia koreňovej časti zva-ru v oblasti zvarového kúpeía od momentuzapálenia zváracieho oblúka umožňuje pres-ne určit okamih počiatočného pretaveniakoreňa zvaru. Takte' je možné v optimálnomčasovom odstupe po zapálení oblúka zahá-jit reguláciu zváracieho procesu, ako ajvlastnú operáciu výroby koreňovej vrstvyspoja rúr, čím sa zabraňuje vzniku kore-ňových defektov a chýb priamo v mieste za-pálenia zváracieho oblúka. Ďalšou výhodou je to, že navrhnutý spó-sob regulácie zváracieho procesu a zapoje-nie eliminuje i vplyv poruch náhodné po-sobiacich počas zváracieho cyklu, ako' súnapr. lokálně změny chemického zloženiamateriálu rúr, výrobně tolerancie zváranýchrúr a připravovaného typu spoja, rózna tu-host zostehovania zváraných rúr, kolísanienapájacích sietí a zváracích parametrov apodobné, čím sa dosahuje rovnoměrné for-movanie húsenky a dokonalý prievar po ce-lom obvode zvarového spoja rúr, včítanemiesta zapálenia zváracieho oblúka.

Na přiloženou! výkrese je znázorněnýpříklad zapojenia podlá vynálezu.

Zvárací zdroj 1 je připojený na zváracíhorák 2 a zostehované zvárané rúry 3, pri-čom postupná rýchlosť zvárania zabezpe-čuje otočné polohovadlo 4 s upínacími če-1'ust'ami 5 pre upnutie rúry 3. Snímač 6intenzity teplotného žiarenia s příslušnýmdetektorom žiarenia, zosilovačo-m a filtromsignála je připojený na porovnávací člen7, ktorý svojími spínacími výstupmi je při-pojený na spínací člen 9 a regulačným vý-stupom na regulátor 8. Regulátor 8 je svo-jím výstupom připojený na spínací člen 9,ktorý pre ovládanie postupnej rýchlosti zvá-rania je připojený na otočné polohovadlo4 a pre nastavenie počiatočnej intenzityzváracieho' prúdu a jej ovládanie je cez su-mačný člen 10 připojený na zvárací zdroj 1.

Funkcie zapojenia pódia vynálezu je na-sledovná: Po zapálení zváracieho oblúka apočiatočnej intenzity zváracieho prúdu ras-tie pozvolné s postupným miestnym ohre-vom spoja rúry 3 intenzita teplotného žia-renia koreňa zvaru, která sa v oblasti zva-rového kúpeía sleduje snímačom B. Snímač6 transformuje žiarenie na elektrický signál,kterého skutečná hodnota sa v porovnáva-com člene 7 porovnává s nastavenými spí-nacími úrovňami a so žiadanou regulačnouúrovňou. Výsledkom porovnania sú jednakpříslušné signály pre snímací člen 9, akoaj regulačná odchýlka, ktorá je vstupnýmsignálom regulátora 8. Pri dosiahnutí prvejspínacej úrovně sa spínacím členom 9 u-vedie do činnosti regulátor 8. V regulátoři 8 je regulačná odchýlka spra-covávaná tak, aby regulačnými zásahmi dozváracieho procesu bola neustále odstraňo-vaná, t. j. výstup regulátora 8 pri regulá-cii intenzity zváracieho prúdu sa privádzana sumačný člen 10, zabezpečujúci ovláda-nia zváracieho zdroja 1. Pri dosiahnutí dru-hej spínacej úrovně sa spínačným členom 9uvedie do činnosti otočné polohovadlo 4,ktoré zabezpečuje postupnú rýchlosf zvá-rania po obvode rúry 3.

Navrhnutý regulačný obvod představujespatnovazobný obvod klasickému zapojeniuzváracích zariadení pre zváranie rúr — zvá-rací zdroj 1, zvárací horák 2, zvárané rúry3 a otočné polohovadlo 4 s upínacími če-1'usťami 5. Intenzita teplotného žiarenia zosledovaného povrchu spoja rúry 3 posobíprostredníctvom snímača 6, porovnávacie-ho člena 7, regulátora 8, spínacej jednotky9 a sumačného člena 10 na vstup zváracie-ho zdroja 1.

Hodnota akčnej veličiny zváracieho pro-cesu — intenzita zváracieho prúdu — satak počas zváracieho cyklu samočinné ko-riguje podlá intenzity žiarenia koreňa zva-ru.

Navrhovaný spósob regulácie oblúkové-ho zváracieho procesu a zapojenie na vyko-náváme sposobu holi úspěšně overené privýrobě tupých I spojov, na tenkostenných

Claims (3)

239383 rúrach z materiálu O4C25Cv2ONi o vnútor-nom priemere 0 70 mm a hrúbke steny 1až 4 mm a při výrobě koreňovej vrstvy nahrubostenných rúrach z materiálu O3C24Cr-24NiNb-o vnútornom priemere 0 70 mm akotupý U spoj s úzkým úkosom a otupením1 až 5 mm pri časoch na 1 otáčku rúry 2až 6 minút. Regulácia zváracieho procesusa uskutečňovala korigováním intenzity zvá- PREDMET

1. Spósob regulácie oblúkového zváracie-ho procesu pri výrobě jednovrstvových tu-pých zvarových spojov najma na tenkosten-ných rúrach a kořenových vrstiev tupýchzvarových spojov s váčšou hrúbkou stenyoblúkovým zváraním neodtavujúcou sa e-lektródou v plynnej atmosféře, vyznačenýtým, že od okamihu zapálenia zváraciehooblúka sa v koreňovej časti spoja v oblas-ti zvarového kúpela sleduje intenzita teplot-ného žiarenia, ktorá sa transformuje na e-lektrický signál, kterého velkost po do-siahnutí prvej snímacej úrovně zahájí re-guláciu zváracieho procesu vo fáze počia-točného natavovania základného materiá-lu a po dosiahnutí druhej spínacej úrovnězahájí vlastmi operáciu výroby koreňovejvrstvy zvarového spoja regulovaným zvá-racím procesom, pričom regulácia zváracie-ho procesu sa uskutečňuje tak, že velkostelektrického signála sa porovnává so žia- 8 racleho prúdu. pri konštantnej rýchlosti o-táčania rúry. V uvedených intervaloch hrůb-ky steny a časoch na jednu otáčku rúr na-vrhnutý regulačný obvod umožňoval vyho-tovit kvalitně zvarové húsenky s rovnoměr-ným formováním a dokonalým prievarompo celom obvode spoja rúr, včítane mies-ta zapálenia oblúka. VYNALEZU danou regulačnou úrovňou a každá jehopřípadná odchýlka sposobuje korekciu vy-braných zváracích parametrov.

2. Spósob regulácie oblúkového zvára-cieho procesu podlá bodu 1, vyznačený tým,že forma kořena a prierez koreňovej hú-senky sa ovplyvňujú žiadanou regulačnouúrovňou.

3. Zapojenie na vykonávanie sposobu re-gulácie oblúkového zváracieho procesu pó-dia bodov 1 a 2, vyznačené tým, že sní-mač (6) pře sledovanie intenzity žiareniakořena zvaru je připojený na porovnávacíčlen (7), ktorý je připojený na spínací člen (9) jednak svojími spínacími výstupmi acez regulátor (8) i svojím regulačným vý-stupom, pričom spínací člen (9] je ďalejjedným svojím výstupom připojený na o-točné polohovadlo (4) a druhým výstupomcez sumačný člen (10) na zvárací zdroj (1). 1 list výkresov