SE416625B

SE416625B - Anordning for spraybagsvetsning

Info

Publication number: SE416625B
Application number: SE7901872A
Authority: SE
Inventors: R L Johansson
Original assignee: Thermal Dynamics Corp
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1981-01-26
Also published as: SE7901872L; AU5602480A; FR2450141B1; IT8020019A0; US4319124A; GB2044495B; FR2450141A1; MX149015A; CA1136226A; JPS55117574A; FI67311B; FI67311C; NO150024B; GB2044495A; FI794051A; NO150024C; IT1140643B; ES489070A1; DE3007944A1; AU527612B2

Description

y §t ¿?9Q1s72e? 2 _>_________ ' Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ny och förbättrad anordning för spraybågsvetsning, vid vilken ovannämnda problem i åtminstone väsentlig utsträckning elimi- neras. I d ordning av det inledningsvis angivna slaget styrenheten inne- fattar organ för kontrollerad uppdelning av svetsförloppet in intervall med hög resp. låg medeleffekt genom intermittent ökning resp. minskning av svetsströmkällans uteffekt i för- W hållande till den mot inställd trådmatning och vald ljusbågs- längd svarande genomsnittliga uteffekten samt organ för attdiaa förhindra inledning av ett högeffektintervall, innan den mo- mentana utspänningen sjunkit till ett på förhand bestämt värda Härigenom undvikes på enkelt sätt ovannämnda Pboblem, vilka med hjälp av hittills kända utrustningar ej kunnat lösas.

Om under ett lågeffektíntervall den momentana utspän- ningen ej sjunkit till det på förhand bestämda värdet, utgör detta ett tecken på att trådmatningshastigheten sjunkit vä- sentligt och att följaktiiaen risk för fastna-anning av 1111-' satstráden i svetsmunstycket föreligger. För undvikande av denna risk kan enligt ett fördelaktigt drag nos uppfinningen i styrenhetên innefatta organ för brytning av svetsströmmen, " när ett lågeffektintervalls varaktighet överstiger en på för- "hanä bestämd tid. iStyrning av den under högeffektintervallen avgivna energin- ' kan ske på olika sätt, varvid det för förenkling av konstruk- tionen föredrages att hålla högeffektintervallens varaktighet 1 konstant. Alternativt kan emellertid styrenheten innefatta or-- gan för inledning av ett nytt lågeffektintervall, när svets- strömkällans momentana utspänning uppnått ett på förhand be- stämt värde. Därvid kan styrenheten med fördel innefatta or- 7 - gan för att styra svetsströmkällans uteffekt under högeffekt- ._-intervallen och eventuellt under lägeffektintervallen_som en _ ifunktion av högeffektintervallens varaktighet. Alternativt kan az stvrenheten innefatta-organ för att styra svetsströmkällans ut- in effekt nnder högeffektintervallen och eventuellt under lågef- - fektintervallen som en funktion av lågeffektintervallens var- " - " aktigner. f I nämnda syfte föreslås enligt uppfinningen att vid en an-- 7901872-7 5 e. e.. ...__ ._ ,._ -.... _.,.._._._ Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritning.

Fig. 1 visar starkt schematiskt en svetsanordning enligt uppfinningen. Fig. 2 visar i schemaform en föredragen ut- föringsform av styrenheten vid svetsanordningen enligt upp- - finningen. Fig. 3 visar normala kurvor över ström, spänning och effekt vid sprayhågsvetsning under utnyttjande av anord- ningen enligt uppfinningen. Fig. A visar kurvor motsvarande fig. 3 vid stopp i trådframmatningen.

I fig. 1 är med 10 betecknad en från ett trefasnät matad, reglerbar svetsströmkälla, vars utgångar 11, 12 är anslutna till en tillsatsmaterialtråd 13 resp. till ett arbetsstycke 1#. Tillsatstråden 13 tíllföres svetsstället från en förràds- rulle 15 med hjälp av ett par matarrullar 16, som drives av en elmotor 17 via en regleranordning 18, 19, med hjälp av vilken önskat motorvarvtal och därmed önskad trådmatnings- hastighet kan manuellt inställas på känt sätt.

Med 20 är generellt betecknad en styrenhet, till vilken vä en strömshunt 21 och en ledning 22 samt en ledning 23 ständigt tillföras mot svetsströmmen resp. svetsspänningen svarande signaler. Med 24 är antydd en ledning för att till strömkäl- lan 10 leda reglersignaler, vilka i nedan beskrivna utfö- ringsexempel styr dennas uteffekt, varvid strömkällan är av den snabbreglerbara typ som beskrivas i exempelvis patent- skrifterna 7704995-O och 7705212-4 och som följaktligen medger individuell reglering av varje svetsperiod och även av de olika intervallen t1 - 2, t2 - t1 inom varje svetsperiod. Vid 25 an- tydes en manuellt påverkad inställningsanordning för initiell inställning av styrenheten 20.

I fig. 3 visas den normala variationen av strömmen I, spänningen U och effekten P som funktion av tiden t vid spray- bågsvetsning under utnyttjande av anordningen enligt fig. 1 och nedan beskrivna fig. 2. Strömmen, spänningen och effekten' varierar normalt pulsartat eller periodiskt, varvid varje svetspuls, såsom visas symboliskt ovanför kurvorna i fig. 3, där 13 återigen betecknar tillsatstrådan och 14 betecknar ar- betsstycket, uppvisar ett högeffektintervall t1 - ta och ett _g_?901s72-7 ilågeffektintervall t2 - t1. Den inställda önskade medeleffekt4 nivån är visad vid Pa i fig. 3.

Den i fig. 2 visade styrenheten mottager via ledningen 23 en spänningssignal, som överensstämmer med spänningen mellan g elektrod 13 och arbetsstycke 14. Spänningssignalen påföres en diskriminatorkrets, bestående av en av resistanserna 26, 27 bildad spänningsdelare och en som nivådiskriminator tjänandee förstärkare 28 med inverterad ingång. Diskriminatorkretsen 26, 27, 28 är anordnad att avkänna en av resistanserna 26, 27 och av en medelst potentiometern 25 inställbar negativ potential bestamaespänning H1 (fig. 5) på ledningen 25. Härvid avger förstärkaren 28 en logisk ett-signal, när spänningen på led- ningen 23 överensstämmer med eller understiger värdet U1. Sige analerna från förstärkaren 28 pålägges en RS-vippa 29, varvid en ett-signal på S-ingången, dvs. vid högeffektintervallets början, ställer vippan i ett läge, vari Q-utgångens utsignal E blir en logisk ett-signal. Till RS-vippans 29 Q-utgång är kopplad en tillslagstidsfördröjningskrets 30, vilken funge- rar så, att då dess ingångssignal E går från en logisk noll- signal till en logisk ett-signal, utgångssignalen B från den- samma kommer att göra samma signalövergång en på'förhand be- stämd tid efter det att signalövergången skedde på kretsens 30 ingång. Denna signal B, som vid övergången mellan högeffekt- intervall och lågeffektintervall blir en kortvarig ett-signal, pålägges RS-vippans 29 R-ingång och ställer vippan 29 i ett läge, vari Q-utgången avger en logisk ett-signal. Tillslags- tidsfördröjningskretsen 30 bestämmer högeffektintervallets t1 - tg varaktighet. Utsignalen på RS-vippans 29 Ö-utgång är' betecknad B. Signalen B tillföras även en tillslagstidsför- dröjningskrets 31, vari den fördröjs, varvid utsignalen från kretsen 31 betecknas med C. Tillslagstidsfördröjningskretsen « 31 har samma arbetssätt som den tidigare beskrivna tillslage- tidsfördröjningekretsen 30. 1 - 3 9 En signal, som är proportionell mot lågeffektintervalletsr varaktighet, alstras medelst en integratorkrets, omfattande en integrationsförstärkare 32, en integrationskondensator 33, ett '7901872-7 av signalen B styrt elektroniskt kopplingselement šh samt ett ingångsmotstånd 35. Integratorkretsens 52 - 55 ingång är via ett av signalen B styrt elektroniskt kopplingselement 36 an- slutet till en fast negativ potential. Under lågeffektinter- vallet är signalen B en logisk etta, varvid elementet 36 an- sluter den fasta negativa potentialen till motståndet 55. Ut- signalen från integrationsförstärkaren 32 integrerar sig då med konstant spänningsderivata åt det positiva hållet under hela lågeffektintervallet och är vid lågeffektintervallets _ slut proportionell mot lågeffektintervallets varaktighet. In- tegratorkretsens 32 - 55 utsignal avgår via ett av signalen E styrt elektroniskt kopplingselement 37. Signalen E, som är en logisk etta under högeffektintervallet, kopplar under detta intervall via elementet 37 utsignalen från integratorkretsen 32 - 55 till en stor kondensator 38 med mycket lång urladdmngs- tidskonstant. Vid slutet av högeffektintervallet nollstäl- les integrationsförstärkaren 52 av kopplingselementet šh ge- nom signáën B, som avger en kortvarig logisk etta, samtidigt som kopplingselementet 57 öppnas av signalen E. Kondensatorn 38 kommer då att efter varje lågeffektintervall laddas till ett värde, som är proportionellt mot föregående lågeffekt- intervalls varaktighet. _ En regulator för styrning av strömkällans 10 uteffekt in- nefattar en operationsförstärkare 39 med ett återkopplingsnät, bestående av ett motstånd 40 och en integrationskondensator 41, samt ingångsmotstånd 42 och #3. Regulatorn 39 - hö erhåller en referenssignal från en fast negativ potential via ingångsmot- ståndet 43 och en svarssignal via motståndet 42 från kondensa- torn 58, vars spänning är proportionell mot lågeffektinterval- lets varaktighet. Utsignalen från regulatorn är anordnad att styra strömkällans 10 uteffekt på ett sådant sätt, att låg- effektintervallets varaktighet styres till ett av motståndet A3 och den negativa potentialen på förhand bestämt värde. Den- na effektstyrning sker genom att regulatorns 39 - 43 utsignal styr effektreferenssignalen i ledningen Zü via nedan beskrivna kretsar. Under högeffektintervallet kommer effektreferenssigna- ~len att genereras av en summationskrets, omfattande en opera- tionsförstärkare ßh med dess återkopplingsmotstånd 45 och för- {å79o1e72-7 6 kopplingsmotstånd 46, varvid värdena på motstånden 45, 46 be-s stämmer förstärkningen. - Under lågeífektintervallet kommer den via motståndet #6 genererade effektreferenssignalen att subtraheras av utsig- nalen från en integratorkrets, omfattande en operationsför- stärkare 47 med tillhörande integrationskondensator A8 och förkopplingsmotstånd #9, varvid integrationshastigheten be- stämmes av storleken av motståndet #9 och kondensatorn #8. Ett av signalen B styrt elektroniskt kopplingselement 50 är in- kopplat mellan förstärkarens 47 ingång och utgång och hindrar förstärkaren A7 från att avge någon signal utom under högef- fektintervallet. 5 Referenssignalen från förstärkaren 47 subtraheras via motståndet 51 i summationskretsen hå, #5, 46, 51 från den tidigare avgivna signalen via motståndet 46. Förstärkaren hå avger därför via en inverteringskrets 52 en effektreferens- signal i 'ledningen 24 under både högeffelqt- och låg-effekt- ' intervallet. Ett av signalen C styrt elektroniskt kopplinge- element 53 nollställer utsignalen från förstärkaren A4 och kretsen 52, om lågeffektintervallet blir för lågt, vilket sker om trådmatningshastigheten har minskat väsentligt eller trådmatningen stannat. De därvid uppträdande ström-,spämﬁngs- och effektförloppen åskådliggöres i fig. 4. l denna figur ärnsd ts betecknad en tidpunkt, när stopp i trådtillförseln inträffan och är med tg betecknad en tidpunkt, när svetsströmmen bryts på grund av att lügeffektintervallets varaktighet nått sitt maxi- s malt tillåtna värde.

Claims

7901872-7 PATENTKRAV

1. Anordning för spraybågsvetsning, innefattande en regler- bar strömkälla (10), en anordning (16, 17) för matning av trådformigt tillsatsmaterial (13) till svetsstället samt en styrenhet (20) för auto- matisk inställning av strömkällan i beroende av svetsförloppet, k ä n - n e t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ för kontrol- lerad uppdelning av svetsförloppet i intervall (t1-t2; t2-t1) med hög resp. låg medeleffekt genom intermittent ökning resp. minskning av svetsströmkällans (10) uteffekt i förhållande till den mot inställd trådmatning och vald ljusbågslängd svarande genomsnittliga uteffekten (Pa) samt organ (50) för att förhindra inledning av ett högeffektinter- vall, innan den momentana utspänningen sjunkit till ett på förhand bestämt värde (U1).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ (53) för brytning av svetsströmmen, när ett lågeffektintervalls (t2-t1) varaktighet överstiger en på förhand bestämd tid.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ (30) för konstanthållning av hög- effektintervallens (t1-t2) varaktighet.

4. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ för inledning av ett nytt låg- effektintervall (tz-t1), när svetsströmkällans (10) momentana utspänning uppnått ett på förhand bestämt värde.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ för att styra svetsströmkällans uteffekt under högeffektintervallen (t1-tz) och eventuellt under låg- effektintervallen (t2- t1) som en funktion av högeffektintervallens varaktighet.

6. Anordning enligt något av krav 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a d av att styrenheten (20) innefattar organ (32-38) för att styra svetsströmkällans uteffekt under högeffektintervallen (t1-tz) och eventuellt under lägeffektintervallen (tz-t1) som en funktion av läg- effektintervallens varaktighet.