CS260284B1

CS260284B1 - Connection for control and stabilization of welding arc length

Info

Publication number: CS260284B1
Application number: CS865063A
Authority: CS
Inventors: Pavol Tanczos; Rudolf Hajossy; Anton Konakovsky
Original assignee: Pavol Tanczos; Rudolf Hajossy; Anton Konakovsky
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS506386A1

Abstract

Zapojenie pre reguláciu dížky zváracieho oblúka a jeho stabilizáciu pozostáva zo snímača, ktorého výstup je připojený na diferenčný uzol, ktorého výstup je spojený s •regulátorom, ktorého výstup je připojený na riadiaci vstup elektronickej jednotky, ktorý je zapojený do série so zváracím zdrojom a sústavou zváracieho procesu. Zapojenie možno využiť na doregulovanie zváracích parametrovThe circuit for regulating the length of the welding arc and its stabilization consists of a sensor, the output of which is connected to a differential node, the output of which is connected to a regulator, the output of which is connected to the control input of the electronic unit, which is connected in series with the welding power source and the welding process system. The circuit can be used to adjust the welding parameters

Description

i Vynález sa -týká zapojenia pre reguláciu a stabilizáciu dížky zváracieho oblúka pri zváraní dielcov z nízkouhlíkatej konštrukčnej ocele.The invention relates to an arrangement for regulating and stabilizing the length of a welding arc when welding low-carbon structural steel parts.

V súčasnosti sa dostává do popredia mechanizovaný sposob výroby týchto spojov. Zabezpečenie požadovanej kvality zvarového spoja a přípustného rozstreku vyžaduje zachovat stabilitu horenia procesu pri změnách v podmienkach zvárania, ktoré majú často náhodný charakter, ako sú změny vzdialenosti zvárací horák — zvarový spoj, geometrie zvarového spoja, nestabilita zváracích parametrov počas zváracieho cyklu a pod. Z doteraz známých metod stabilizácie horenia procesu sú velmi zaujímavé metody založené na báze:.Nowadays, the mechanized method of production of these joints is coming to the fore. Ensuring the required weld quality and permissible spatter requires maintaining process stability during changes in welding conditions that are often accidental in nature, such as changes in welding torch-weld joint distance, welding joint geometry, welding parameter instability during the welding cycle, and the like. Among the methods known to date for stabilizing the combustion of the process are very interesting methods based on:.

aj snímania a regulácie elektrických parametrov zváracieho procesu bj pevného programovania priebehu zváracieho režimu.also sensing and controlling the electrical parameters of the welding process bj the fixed programming of the welding mode.

Metóda stabilizácie horenia procesu pomocou regulácie dížky zváracieho oblúka vyžaduje informáciu o okamžitej hodnotě dížky oblúka. Táto informácia móže byť získaná okrem iných spósobov aj na základe závislosti intenzity optického vyžarovania zváracieho oblúka od jeho dížky.The method of stabilizing the combustion of the process by controlling the arc arc length requires information on the instantaneous arc arc value. This information can be obtained, among other methods, also on the basis of the dependence of the optical radiation intensity of the welding arc on its length.

Na snímanie optického vyžarovania sa bežne používajú bezdotykové optické snímače na báze íotocitlivých elementov. Optické snímače sú preto často súčasťou systémov automatického riadenia zváracieho procesu.Contactless optical sensors based on rotating elements are commonly used for sensing optical radiation. Optical sensors are therefore often part of automatic welding process control systems.

Použitie automatických systémov s optickým snímačom pre zvárací proces s odtavujúcou sa elektrodou v plynnej atmosféře naráža najma na tieto nedostatky:The use of automatic systems with an optical sensor for a welding process with a melting electrode in a gas atmosphere encounters in particular the following drawbacks:

— zložitosť optického snímača, ktorý sa zváčša konstruuje z velkého množstva fotocitlivých prvkov — zložité vyhodnocovanie získanej optickej informácie.- complexity of the optical sensor, which is usually constructed from a large number of photosensitive elements - complex evaluation of the obtained optical information.

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje zapojenie podl'a vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že výstup snímača optického žiarenia oblúka je připojený na diferenčný uzol, ktorého výstup je přivedený na vstup regulátora, ktorého výstup je připojený na riadiaci vstup elektronickej jednotky, ktorá je zapojená do série so zvárafcím zdrojom a sústavou zváracieho proStahilita zváracieho procesu s odtavujúcou sa elektródou závisí okrem iného aj od dížky zváracieho oblúka. Keďže jeho dížku možno regulovat' zváracím napátím a intenzita optického vyžarovania zváracieho obláká súvisí s jeho dlžkou, stabilitu zváracieho procesu možno ovplyvňovať napátím zváracieho zdroja, ktoré je ovládané intenzitou optického vyžarovania zváracieho oblúka. Regulácia sa robí tak, že počas zvárania zo strany zváracieho oblúka sa snímačom sleduje intenzita optického vyžarovania oblúka a každá odchýlka od požadovanej hodnoty vyvolá změnu napátia zváracieho zdroja, potrebnú na udržanie požadovanej hodnoty dížky zváracieho oblúka, čím sa zabezpečuje stabilný a pravidelný zvárací proces. Zapojenie na reguláciu podlá vynálezu zabezpečuje malý rozptyl hodnot veličin charakterizujúcich zvárací proces ako je doba trvania a frekvencia skratov, zníženie rozstreku voči doterajším technológiám a rovnoměrná húsenku a jej kresbu.These drawbacks are largely eliminated by the circuit according to the invention, which is based on the fact that the output of the arc optical sensor is connected to a differential node, the output of which is connected to the input of a controller whose output is connected to the control input of the electronic unit. wired in series with a welding source and a welding system assembly The welding process with a consumable electrode depends inter alia on the length of the welding arc. Since its length can be controlled by the welding voltage and the optical radiation intensity of the welding cloud is related to its length, the stability of the welding process can be influenced by the voltage of the welding source, which is controlled by the optical radiation intensity of the welding arc. The control is done by monitoring the intensity of the arc arc during welding on the welding arc side and each deviation from the setpoint causes a change in the welding source voltage necessary to maintain the desired welding arc length, thereby ensuring a stable and regular welding process. The control circuit according to the invention ensures a small dispersion of the values characterizing the welding process, such as the duration and frequency of the short circuits, the reduction of spatter relative to the prior art, and the uniform caterpillar and its drawing.

Na pripojenom obrázku je znázorněná schéma zapojenia na reguláciu dížky zváracieho oblúka a jeho stabilizáciu.The attached figure shows the wiring diagram for regulating the welding arc length and its stabilization.

Zapojenie pozostáva zo sústavy 1 zváracieho procesu, zahrňujúcej zvárací horák s elektrickým oblúkom a základný materiál, so snímača 2 intenzity optického vyžarovania a diferenčného uzla 8, z regulátora 3 s komparátormi a výstupnými zosilňovačmi a z výkonovej elektronickej jednotky 4, ktorá je zapojená do série so zváracím zdrojom 5 a sústavou 1 zváracieho procesu. Zapojenie podlá vynálezu je spátnovázobným obvodom zváracieho procesu. Signál z výstupu sústavy 1 zváracieho procesu pósobí prostredníctvom snímača 2, regulátora 3 a elektronickej jednotky 4 na vstup sústavy 1 zváracieho procesu. Hodnota akčnej veličiny zváracieho procesu — vzáracie napatie — sa tak automaticky nastavuje podlá intenzity optického vyžarovania oblúka.The circuit consists of a welding process system 1 comprising an electric arc welding torch and base material, an optical radiation intensity sensor 2 and a differential node 8, a comparator 3 with comparators and output amplifiers, and a power electronics unit 4 connected in series with the welding process. source 5 and assembly 1 of the welding process. The circuit according to the invention is the feedback circuit of the welding process. The signal from the output of the welding process assembly 1 acts via the sensor 2, the controller 3 and the electronic unit 4 to the input of the welding process assembly 1. The value of the welding process action value - the welding voltage - is thus automatically set according to the intensity of the optical radiation of the arc.

Intenzita optického vyžarovania zváracieho procesu sa sleduje snímačom 2, ktorý na výstupe poskytuje signál. Skutočná hodnota tohoto signálu, meraná počas zvárania, sa v diferenčnom uzle B porovnává so žiadanou hodnotou. Výsledkom porovnaní® je regulačná odchýlka, ktorá je vstupnou veličinou regulátora 3. V regulátoři sa regulačná odchýlka spracúva tak, aby regulačnými zásahmi do sústavy 1 zváracieho procesu prostredníctvom elektronickej jednotky 4 bola neustále odstraňovaná. Úlohou regulátora 3 v obvode je kompenzovat vplyv poruchových veličin na optické vyžarovanie oblúka automatickou reguláciou zváracieho napátia, ktoré představuje časť napátia zváracieho zdroja S, regulovaní! elektronickou jednotkou 4. Ovládáním elektronickej jednotky 4 signálem z regulátora 3 sa dosahuje stabilný zvárací proces a rovnoměrné formovanie húsenky.The intensity of the optical radiation of the welding process is monitored by a sensor 2 which provides a signal at the output. The actual value of this signal, measured during welding, is compared with the setpoint at differential node B. The result of the comparison is a control deviation, which is an input variable of the controller 3. In the controller, the control deviation is processed in such a way that the control unit 1 of the welding process is permanently eliminated by the electronic unit 4. The function of the regulator 3 in the circuit is to compensate for the influence of disturbance variables on the optical radiation of the arc by the automatic regulation of the welding voltage, which represents a part of the voltage of the welding power source S, by the regulation! By controlling the electronic unit 4 by a signal from the controller 3, a stable welding process and a uniform bead formation are achieved.

Uvedené zapojenie pre reguláciu zváracieho procesu dává možnosť automatickej regulácie ovládáním iného zváracieho parametra, resp. viacerých veličin súčasne. Výhoda navrhovaného zapojenia spočívá v itom, že nevyžaduje mnohoprvkové fotoelektrické prostriedky, ako spektrograf, televíz:nu alebo polovodičovú kameru.This connection for the welding process control gives the possibility of automatic control by controlling another welding parameter, resp. of several quantities simultaneously. The advantage of the proposed circuitry is that it does not require multi-element photoelectric means such as a spectrograph, television or semiconductor camera.

Ďalšou výhodou navrhovaného zapojenia je to, že systém je schopný vykompenzovat vplyv porúch náhodného charakteru, .napr.Another advantage of the proposed wiring is that the system is able to compensate for the effects of random character failures, e.g.

230284 chemické zloženie přídavného materiálu, kolísanie napájecích sietí, 'nestabilitu pafi rametrov zvárania, ako fluktuáciu rychlosti podávania zváracieho drůtu.230284 chemical composition of filler material, fluctuation of supply networks, instability of welding parameters, as a fluctuation of the welding wire feed rate.

Claims

230284 5 the chemical composition of the filler material, the fluctuation of the supply network, the instability of the welding band, as the fluctuation of the welding wire feed rate. OBJECT The connection for the regulation and stabilization of the arc length, characterized in that the output of the optical sensor (2) of the arc is connected to a differential node (6) whose output is connected to the input of the EXTENSOR (3) whose output is an associated control input of the electronic unit (4) which is connected in series with the welding source (5) and the welding process assembly (1). 1 sheet of drawings