RU79824U1 - Система контроля основных параметров сварки и наплавки - Google Patents
Система контроля основных параметров сварки и наплавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU79824U1 RU79824U1 RU2008140196/22U RU2008140196U RU79824U1 RU 79824 U1 RU79824 U1 RU 79824U1 RU 2008140196/22 U RU2008140196/22 U RU 2008140196/22U RU 2008140196 U RU2008140196 U RU 2008140196U RU 79824 U1 RU79824 U1 RU 79824U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- parameters
- surfacing
- information
- current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к сварке и может быть использована для дистанционного управления и контроля автоматического регулирования параметров при наплавке и автоматической сварке под флюсом, при полуавтоматической сварке в среде защитных газов плавящимся и не плавящимся электродом, электрошлаковой сварке, а также при ручной дуговой сварке и с некоторыми конструктивными доработками при электронно-лучевой и лазерной сварке. Сущность п.м.: система контроля основных параметров сварки и наплавки снабжена информационным блоком для обеспечения звуковой, световой и голосовой сигнализации о текущих параметрах сварки и наплавки, измерительный блок снабжен датчиками измерения температуры окружающей среды, скорости подачи присадочной проволоки, измерения температуры основного металла и скорости сварки для передачи информации на блок управления сварочными процессами о текущих значениях параметров сварки и наплавки, при этом блок управления сварочными процессами снабжен схемами установки номинальных параметров сварки и наплавки, допустимых отклонений измеряемых параметров, установки критических отклонений параметров, фиксирования значений текущих параметров, анализа информации измерительного блока, хранения и переноса информации на бумажный или электронный носитель для формирования и передачи информации на информационный блок и источник питания электрической дуги на отключение при выходе параметров процесса за критический диапазон и накопления и хранения сварочной информации. Система обеспечивает контроль основных технологических параметров при осуществлении сварки и наплавки, в частности, тока (Iсв) и напряжения (Uд) сварочной дуги, скорости сварки (Vcв), температуры основного металла (Том) в зоне сварки и наплавки и допустимой температуры окружающей среды (Тос) 1 п. ф-лы, 5 табл.
Description
Полезная модель относится к сварке, предназначена для дистанционного управления и контроля автоматического регулирования основных технологических параметров сварки и наплавки, в частности, тока (Iсв) и напряжения (Uд) сварочной дуги, скорости сварки (Vcв), температуры основного металла (Том) в зоне сварки или наплавки и допустимой температуры окружающей среды (Тос) и может быть использована для контроля параметров при автоматической сварке под флюсом и наплавке, при полуавтоматической сварке в среде защитных газов плавящимся и не плавящимся электродом, электрошлаковой сварке, а также при ручной дуговой сварке и с некоторыми конструктивными доработками при электронно-лучевой и лазерной сварке.
Контроль параметров сварки и наплавки (Рс.н.) в настоящее время заключается, в основном, в визуальном фиксировании по приборам Iсв., Uд., Vcв. и температуры основного металла (Том). В редких случаях некоторые из этих параметров в процессе сварки и наплавки записываются на бумажные или электронные носители информации. Датчиками служат, в этих случаях, амперметры, вольтметры, пирометры, потенциометры и др.
Известна установка для автоматической электродуговой наплавки деталей, содержащая опору для размещения наплавляемой детали, вертикальную колонну с наплавочной оснасткой, включающей наплавочную головку с механизмом ее вертикального перемещения, бункер для флюса, катушку электродной проволоки с механизмом ее подачи в зону наплавки и пульт управления, при этом вертикальная колонна выполнена в виде П-образной рамы с вертикальными направляющими для перемещения по ним наплавочной головки и осуществления электродуговой
наплавки детали по заданной программе (см., например, описание к патенту РФ на полезную модель №48851, кл. В23Р 6/00, опубл. 10.11.2005).
Однако такая установка имеет ограниченную сферу применения, поскольку позволяет осуществлять по заданной программе только наплавку изношенных поверхностей.
Известна также автоматическая электродуговая наплавочная установка, состоящая из источника питания электрической дуги, автоматической наплавочной головки и устройства вращения наплавляемой детали, в которой в качестве администратора работы применен программируемый логический контроллер, механизм перемещения наплавочной головки выполнен в виде суппортов с сервоприводами, в механизмах подачи наплавочной головки и устройства вращения наплавляемой детали применены сервоприводы, а источник питания электрической дуги снабжен тиристорным выпрямителем, имеющим возможность централизованного управления контроллером (см., например, описание к патенту РФ на полезную модель №45667, кл. В23К 9/04, опубл. 20.02.2004).
Эта установка также имеет строго ограниченную сферу применения, обусловленную ее назначением, не обеспечивает сварку деталей и регулирование основных параметров.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому эффекту является выбранная в качестве прототипа система контроля основных параметров сварки и наплавки, содержащая измерительный блок с температурными датчиками, к которому подключен блок управления сварочными процессами, имеющий связанную с температурными датчиками схему защиты допустимых отклонений измеряемых параметров по току и напряжению, а также подключенный к блоку управления сварочными процессами источник питания электрической дуги (см., например, описание к патенту РФ на полезную модель №25864, кл. В23К 9/095, опубл. 27.10.2002).
Однако такая установка не обеспечивает дистанционное управление и контроль автоматического регулирования основных технологических параметров при осуществлении сварки и наплавки.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата.
Технический результат от использования устройства состоит в расширении технологических возможностей системы за счет обеспечения дистанционного управления и контроля автоматического регулирования основных технологических параметров сварки и наплавки, фиксации отклонения параметров сварки и наплавки Рс.н. (тока, напряжения, скорости сварки и наплавки, температуры основного металла и окружающей среды) от номинальных значений, указанных в технологических картах сварки и наплавки и отключения технологического процесса сварки и наплавки при выходе значений Рс.н. из критического диапазона, в повышении качества и улучшении служебных характеристик металла сварных соединений, а также надежности их эксплуатации путем жесткого контроля тепловложения при их изготовлении.
Указанный технический результат достигается тем, что система контроля основных параметров сварки и наплавки, содержащая измерительный блок с температурными датчиками, к которому подключен блок управления сварочными процессами, имеющий связанную с температурными датчиками схему защиты допустимых отклонений измеряемых параметров по току и напряжению, а также подключенный к блоку управления сварочными процессами источник питания электрической дуги, снабжена информационным блоком для обеспечения звуковой, световой и голосовой сигнализации о текущих параметрах сварки и наплавки, измерительный блок снабжен датчиками измерения температуры окружающей среды, скорости подачи присадочной проволоки, измерения температуры основного металла и скорости сварки для передачи информации на блок управления сварочными процессами о текущих значениях параметров сварки и наплавки, при этом блок управления сварочными процессами снабжен схемами установки номинальных параметров сварки и наплавки, допустимых отклонений измеряемых параметров, установки критических отклонений параметров, фиксирования значений текущих параметров, анализа информации измерительного блока, хранения и переноса
информации на бумажный или электронный носитель для формирования и передачи информации на информационный блок и источник питания электрической дуги на отключение при выходе параметров процесса за критический диапазон и накопления и хранения сварочной информации.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.
Предложенное устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано существующими техническими средствами.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели.
Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.
На чертеже представлена функциональная блок-схема заявленного устройства.
Система контроля основных параметров технологического процесса сварки и наплавки содержит источник питания 1 электрической дуги, сварочную головку 2, блок 3 управления и документирования, информационный блок 4 и измерительный блок 5.
Измерительный блок 5 содержит бесконтактные электрические датчики, в данном случае, измерения температуры окружающей среды 6, величины сварочного тока 7, напряжения электрической дуги 8, а также датчики скорости подачи присадочной проволоки 9, измерения температуры основного металла 10 и скорости сварки 11 и узел соединения с отечественными и импортными источниками питания для измерения тока и напряжения дуги (не показан). При необходимости также могут быть установлены дополнительные датчики (не обозначены), например, контроля ширины сварного шва при сварке и наплавляемого металла при наплавке.
Информационный блок 4 содержит цифровое табло 12, к которому подключены звуковой сигнализатор 13, голосовой сигнализатор 14 и световой сигнализатор 15, предназначенные,
соответственно, для визуальной звуковой и световой, а также голосовой сигнализации о текущих параметрах сварки и наплавки.
Блок 3 управления и документирования для установки параметров и документирования процесса сварки и наплавки содержит подсистему 16 блока управления и документирования, подсистему 17 сварочной информации, подсистему 18 установки номинальных параметров сварки и наплавки, подсистему 19 установки допустимых отклонений измеряемых параметров, подсистему 20 установки критических отклонений параметров, подсистему 21 фиксирования значений текущих параметров, подсистему 22 анализа информации измерительного блока 5, подсистему 23 хранения информации и подсистему 24 переноса информации на бумажный или электронный носитель.
Все элементы и перечисленные подсистемы устройства выполнены на базе взаимосвязанных функциональных модульных блоков и стандартных микросхем.
Работа предложенной системы контроля измеряемых параметров осуществляется следующим образом.
При подключении электропитания измерительный блок 5 начинает передавать на блок 3 управления и документирования информацию о текущих значениях параметров сварки и наплавки (Рс.н.). Информационный блок 4 путем визуального, звукового, светового и голосового сигналов информирует сварщика (оператора) об отклонении какого-либо из параметров сварки и наплавки.
Блок 3 управления и документирования, обрабатывая информационные сигналы с измерительного блока 5, передает команды на информационный блок 4 и на источник питания 1 электрической дуги (на отключение в случае выхода параметров процесса за критический диапазон) и накапливает информацию для документирования процесса сварки и наплавки.
Перенесенная с блока 3 управления и документирования на бумажный или электронный носитель информация содержит:
- данные об изделии, сварном шве и наплавке;
- способ сварки и наплавки, применяемые сварочные материалы и номинальные параметры режима сварки и наплавки (Iсв., Uд., Vcв., Том.), а также ±ΔРс.н., ±Рс.н.кр., ∂t, ∂tкр.;
- технологическое время сварки (расчетное время горения дуги), указанное в карте выполнения технологического процесса;
- сведения о сварщике (сварщиках), результаты испытаний контрольных образцов и другие данные, предусмотренные нормативно-технологической документацией;
- дату и время начала и окончания сварки и наплавки, температуру окружающей среды перед началом и по окончании работ;
- общее время процесса сварки и наплавки (суммарное время горения дуги);
- время (от начала суммарного времени горения дуги) и длительность выхода параметра Рс.н. за диапазон ±ΔРс.н., количество таких выходов и их общая длительность;
- время (от начала суммарного времени горения дуги) и длительность выхода параметра Рс.н. за диапазон ±ΔРс.н.кр., количество таких выходов и их общая длительность.
В таблицах 1-5 представлены рекомендуемые значения основных измеряемых параметров.
| Таблица 1 Рекомендуемые значения допустимых и критических колебаний напряжения дуги. |
||||||||||||||
| Номинальное напряжение, В | До 10 | До 20 | До 30 | До 40 | До 50 | До 60 | ||||||||
| Допустимый диапазон (±ΔРс.н.), В | ±0,5 | ±0,75 | ±1 | ±1,5 | ±2 | ±2,5 | ||||||||
| Критический диапазон (±ΔРс.н.кр.), В | ±0,75 | ±1 | ±1,5 | ±2 | ±2,5 | ±3 | ||||||||
| Таблица 2 Рекомендуемые значения допустимых и критических колебаний силы тока. |
||||||||||||||
| Номинальная сила тока, А | До 50 | До 100 | До 150 | До 200 | До 300 | До 400 | До 600 | До 800 | До 1000 | |||||
| Допустимый диапазон (±ΔРс.н.), А | ±2,5 | ±3 | ±4 | ±5 | ±6 | ±7 | ±10 | ±12 | ±15 | |||||
| Критический диапазон (±ΔPc.н.кр.), А | ±3 | ±4 | ±5 | ±6 | ±7 | ±8 | ±12 | ±14 | ±20 | |||||
| Таблица 3 Рекомендуемые значения допустимых и критических колебаний скорости сварки и наплавки. |
||||||||
| Номинальная скорость сварки и наплавки, м/ч | До 10 | До 20 | До 30 | До 40 | До 60 | До 80 | До 100 | До 120 |
| Допустимый диапазон (±ΔРс.н.), м/ч | ±0,2 | ±0,3 | ±0,35 | ±0,4 | ±0,5 | ±0,6 | ±0,8 | ±1,0 |
| Критический диапазон (±ΔРс.н.кр.), м/ч | ±0,3 | ±0,4 | ±0,45 | ±0,5 | ±0,6 | ±0,8 | ±1,0 | ±1,2 |
*для электрошлаковой сварки соответственно: от ±0,1 м/ч до ±0,5 м/ч.
| Таблица 4 Рекомендуемые значения допустимых и критических колебаний температуры основного металла. |
||||
| Номинальные значения основного металла, Т°С | До 100 | До 200 | До 300 | До 400 |
| Допустимый диапазон (±ΔРс.н.), °С | ±5 | ±10 | ±15 | ±20 |
| Критический диапазон (±ΔРс.н.кр.), °С | ±10 | ±15 | ±20 | ±25 |
*предельные температуры основного металла: от 100°С до 400°С.
| Таблица 5 Рекомендуемые значения ∂t (время, в течение которого система не реагирует на изменение параметра Рс.н. (Iсв, Uд, Vcв, Том)) и ∂tкр. (время, через которое происходит отключение сварки и наплавки при выходе параметра за пределы критических колебаний). |
||||||||
| Значение параметра погонной энергии Q=·U·I/V | 0,02 | 0,06 | 0,1 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,3 | 0,4 |
| ∂t, ceк | 1 | 1 | 1,5 | 1,5 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| ∂tкр., сек | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2 | 2 | 2 | 2 |
*Q - параметр погонной энергии (определяет инерционность сварочной ванны);
- эффективный коэффициент источника тепла;
U и I - напряжение и ток дуги, соответственно;
V - скорость сварки и наплавки, м/ч.
Таким образом, предложенная система контроля обеспечивает дистанционное управление и контроль автоматического регулирования основных технологических параметров сварки и наплавки, фиксирует отклонения параметров сварки и наплавки Рс.н. (тока, напряжения, скорости сварки и наплавки, температуры основного металла и окружающей среды) от номинальных значений, указанных в технологических картах сварки и наплавки и позволяет отключать выполнение технологического процесса сварки и наплавки при выходе значений Рс.н. из критического диапазона.
Применение заявленного устройства обеспечивает его надежную работу в условиях воздействия электромагнитных полей, сильной запыленности и высокой влажности в самом широком диапазоне температур от -40°С до +40°С.
Claims (1)
- Система контроля основных параметров сварки и наплавки, содержащая измерительный блок с температурными датчиками, к которому подключен блок управления сварочными процессами, имеющий связанную с температурными датчиками схему защиты допустимых отклонений измеряемых параметров по току и напряжению, а также подключенный к блоку управления сварочными процессами источник питания электрической дуги, отличающаяся тем, что она снабжена информационным блоком для обеспечения звуковой, световой и голосовой сигнализации о текущих параметрах сварки и наплавки, измерительный блок снабжен датчиками измерения температуры окружающей среды, скорости подачи присадочной проволоки, измерения температуры основного металла и скорости сварки для передачи информации на блок управления сварочными процессами о текущих значениях параметров сварки и наплавки, при этом блок управления сварочными процессами снабжен схемами установки номинальных параметров сварки и наплавки, допустимых отклонений измеряемых параметров, установки критических отклонений параметров, фиксирования значений текущих параметров, анализа информации измерительного блока, хранения и переноса информации на бумажный или электронный носитель для формирования и передачи информации на информационный блок и источник питания электрической дуги на отключение при выходе параметров процесса за критический диапазон и накопления и хранения сварочной информации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140196/22U RU79824U1 (ru) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Система контроля основных параметров сварки и наплавки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140196/22U RU79824U1 (ru) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Система контроля основных параметров сварки и наплавки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU79824U1 true RU79824U1 (ru) | 2009-01-20 |
Family
ID=40376325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008140196/22U RU79824U1 (ru) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Система контроля основных параметров сварки и наплавки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU79824U1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579850C2 (ru) * | 2011-02-01 | 2016-04-10 | Бэйекур Койлз Лтд. | Устройство и способ термической обработки труб или сварных соединений |
| RU2603395C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2016-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЕДМ инжиниринг" | Устройство цифровой индикации (уци) для управления электроэрозионной супердрелью для сверления прецизионных тонких и глубоких отверстий |
| RU2696121C1 (ru) * | 2018-07-13 | 2019-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ 3D печати на оборудовании с ЧПУ с интеллектуальной оптимизацией режимов |
| RU2721478C1 (ru) * | 2019-03-05 | 2020-05-19 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Автоматизированный контроль температур при сварке |
-
2008
- 2008-10-13 RU RU2008140196/22U patent/RU79824U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579850C2 (ru) * | 2011-02-01 | 2016-04-10 | Бэйекур Койлз Лтд. | Устройство и способ термической обработки труб или сварных соединений |
| RU2603395C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2016-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЕДМ инжиниринг" | Устройство цифровой индикации (уци) для управления электроэрозионной супердрелью для сверления прецизионных тонких и глубоких отверстий |
| RU2696121C1 (ru) * | 2018-07-13 | 2019-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ 3D печати на оборудовании с ЧПУ с интеллектуальной оптимизацией режимов |
| RU2721478C1 (ru) * | 2019-03-05 | 2020-05-19 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Автоматизированный контроль температур при сварке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Weman | Welding processes handbook | |
| CN101421069B (zh) | 用于开口的根部焊道焊接的金属有芯焊条 | |
| JP5797633B2 (ja) | アーク溶接装置、定電圧特性溶接電源及びアーク溶接方法 | |
| US6744012B2 (en) | Control method of arc welding and arc welder | |
| RU79824U1 (ru) | Система контроля основных параметров сварки и наплавки | |
| CN101069937B (zh) | 高强度应用中的环缝焊接用的无气方法与系统 | |
| CN104619456A (zh) | 用于在激光电弧混合工艺期间感应加热消耗品的方法和系统 | |
| CN104411439A (zh) | 用于在热焊丝工艺期间使用两个激光束加热消耗品的方法和系统 | |
| EP3016773A2 (en) | Systems for and method of providing contact tip to work distance (ctwd) feedback for augmented reality based on real time welding output current and/or wire feed speed | |
| CN106001849A (zh) | 一种城际轨道列车转向架的环境自适应焊接系统及焊接方法 | |
| RU99106663A (ru) | Система контроля сварки | |
| CN110662620B (zh) | 使用焊丝电极标记金属工件的工件表面的方法和装置 | |
| JP6052798B2 (ja) | 自動溶接機の異常監視装置 | |
| JP6460910B2 (ja) | エレクトロスラグ溶接方法及びエレクトロスラグ溶接装置 | |
| US6518545B1 (en) | Welding arc penetrating power real-time detection system | |
| JP2010162568A (ja) | ガスシールドアーク溶接装置 | |
| Heald et al. | Mapping the droplet transfer modes for an ER 100 S-1 GMAW electrode | |
| Ebert-Spiegel et al. | Efficient gap filling in MAG welding using optical sensors | |
| WO2022018620A1 (en) | Balance and offset in adaptive submerged arc welding | |
| Siewert et al. | Application of an on-line weld monitoring system | |
| JPH0890229A (ja) | 管の突合せ溶接方法及びその装置 | |
| Siewert et al. | ON-LINE MONITORING SYSTEM-AN APPLICATION FOR MONITORING KEY WELDING PARAMETERS OF DIFFERENT WELDING PROCESSES. | |
| CN109759671A (zh) | 一种基于plc控制弧焊机器人控制系统 | |
| US3643056A (en) | Flux depth indicator | |
| US20210016384A1 (en) | Methods and systems using a multi-usage power supply for welding and heating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091014 |