SU1013163A1 - Способ автоматического регулировани глубины проплавлени при автоматической дуговой сварке - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ АВ-ЙЭМАТИЧЕСКО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКЕ, при котором задают эталонвые значени  тока сварки, ,скорооти сварки, напр 1женй  сварки, в проиес ое сварки измер ют текущие значени  ука- . занных параметров, вычисл ют разности между текущими и заданньши их tiapaметрамв и ведут регулирование процесса по шшученвым разност м, отличающийс  тем, что с целью повышеНИН качества сварного шва путем Kcavinei сации неконтролируемых возмущений, измер ют температуру точки поверхности сварного шва, вычисл ют расчетное значение температуры той же точки поверхности шва, вычисл ют одновременно с разност ми между текущими и заданными параметрами тока сварки, напр жени  сварки, скорости (арки, разность между текущим и вычисленным значени ми температуры и значение управл емых параметров процесса сварки регулируют согласно управлению К

Description

изобретение относ тс  к сварочному ПровзБодству и может быть использовано при производстве эпектросварных труб. Известен способ автоматического регулировани  процесса высокочастотной сварки путем воздействи  на мощность, подводимую к нагревательному устройству , в зависимости от сигнала, характер зующегЧ) изменение температуры шва С ll Однако имеюща с  нестабильность параметров сварки: толщины свариваемого металла, скорости сварки и т.д, не позво л ет при стабилизации одного параметра получить качественное сварш е соединени Наиболее близким по технической сущ ности предлагаемому  вл етс  способ автоматического регули1ювани  глубины .проплавлени  при автоматической дуговой сварке, при котором изменение какоххэлибо параметра сварки из-за внешних факторов компенсируетс  изменением других параметров Г J. Недостаткс  известного способа  вл етс  то, что он не учитывает вли ние на процесс сварки неконтролируемых возмушений , т.е. тех, которые нельз  оп& ративно измерить в ходе процесса сварки но которые оказьшают значительное вли ние на качество сварного соединени . К таким неконтролируемы.м возмущени м можно отнести, например, неоднородность химического состава .свариваемого металла , изменение состава защитной атмосферы и т.д. Целью изобретени   вл етс  компенсаци  вли ни  неконтролируемых возмущений на процесс сварки и повышение качества сварного шва. .. Указанна  цель достигаетс .тем, что согласно способу автоматичеосого регулировани  глубины проплавлени  при авто матической дутчэвой сварке задают этало Hbie значени  тока сварки, скорости свар ки, напр жени , сварки, в процессе сварки измер ют текущие значени  указанных параметров, вычисл ют разности между текущим , и заданными их параметрами и ведут регулирование процесса по полученным разност м, далее измер ют температуру точки поверхности сварного . шва, вычисл ют расчетное значение температуры той же точки поверхности шва вычисл ют одновременно с разност ми . между текущими и заданными параметрами тока сварки, напр жени  сварки, скорости сварки, разность между текущим и вычисленным значени ми температуры и значение управл емых параметров проаеоса сварки регулируют согласно уравнению: Кр-Эр)+ e(5..5p)+m{B.Eo)-fn (T-Tis)0 где-К,в,т, п - известные контакты, завис щие от конкретно- / гч) процесса сварки; D - эталонный ток сварки; Эц - текущий ток сварки; 5 - эталонна  скорость сварки; SQ - текуща  скорость сварки; Е - эталонное напр жени  сварки; ;Е - текущее напр жение свар Т - текущее значение температуры; Тр - расчетное значение температуры . В качестве управл ювдего параметра процесса сварки может быть выбран ток сварки. . Используетс  дополнительный параметр {температура поверхности сварочной ванны), с псыо1ад ю которого учитываетс  вли ние на сварочный процесс неконтролируемых возмещений. Сначала измер ют в режиме нормальной работы величины сварочного тока (Эд), скорости сварки (5р), напр жени  дуги (EQ) и температуры фиксированной точки поверхности сварочной (TQ) и запоминают их. Если в каждый момент времени измер ть значени  сварочного тока (3), скорости сварки { 5) и напр жени  дуги (Е), то можно определить расчетное значение температуры (Тр) как )М5-5о)ЧЕ-Ео), И) где а, в, с - известные контакты. Если в то же врем  измер ть температуру фиксированной точки сварочной ванны или шва (Т.-) и сравнивать ее с Тр, то разница между ними будет нестиИнформацию о вли нии неконтролируемых возмущений на сварочнь1й процесс. Чтобы скомпенсировать это вли ние, измен ют управл емые параметры режима сварки, т.е. те, которые мы можем измен ть в процессе сварки, например скорость свар ки 3 , ток сварки D , напр жение дуги Е. Так как изменение глубины проплатленк  ДН от вли ни  внешних факторов определ етс  как (3-Э„). e(5-S,)m(E-E)f ), (2) .где К, Р ,п, п. - известные конс -анты, завас5шше от конкретного процесса свар ки, то величины изменений управл емых параметров II , S и Е регулируют таким образом, чтобы выражение 2 свести к нулю. На чертеже изображена схема, реализующа  способ автоматического регулировани  глубины проплавлени  при автоматической дуговой сварке. Свариваемое изделие 1 подаетс  в зону сварки со скоростью (5 ). Источник питани  2 подключаетс  одним полюсом к изделию, а другим к горелке 3 Между электродом 1Х)релки и изделием возбуждаетс  электршеска  дуга 4 и расплавл ютс  кромки свариваемого ме талла. Образуетс  свароч1ш  ванна 5 и после затвердевани  расплавленного м& талла образуетс  шов 6 с глубиной , проплавлени  Н. Процесс сварки контролируетс  с помощью измерител  скорости сварки 7, фотопирометра 8, датчика ско рости сварочного тока 9 и датчика напр жени  дуги 10. Данные с устройств . 7 - 1О поступгиют в вычислительное уст ройство 11, где (щредел етс  величина управл ющего воздействи  по току сварк этого воздействи  определ етс  по выражени м (1) и (2) с учетом констант, которые хран тс  в блоке пам ти 12. Эти константы получены из экспериментов1634 Если при сварке издели  иэ-за вли ни  внешних факторов происходит изменение Глубины проплавлени  Н, то управл5пощее воздействие поступает на источник питани  2 и измен ет сварочный ток таSXCM образом, чтобы величина проплаш ни  была равна требуемой. Способ может быть реализован на стандартных измерительных, вычислг тельных и управл ющих элементах. Использование предлагаемого способа автоматического регулировани  глубины проплавлени  при автоматической дуговой сварке труб обеспечивает следуюпше преимущества: а)возможность получени  труб с тр&буемым качеством сварного шва, близким к качеству, основного металла, что позволит примен ть электросварные пр - мошовные трубы вместо более дорогих бесшовных; б)надежное хранение полученного уровн  качества шва труб при изменении текущих значений параметров процесса сварки; в)скорость сварки повышаетс  на 30%; г)брак сокращаетс  в два раза; д)улучшаютс  услови  труда сварщц.ка-оператора , так как ему не требуетс  визуально контролировать ход сварочного процесса.

Claims (2)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКЕ, при котором задают эталонные значения тока сварки, скорости сварки, напряжения сварки, в процессе сварки измеряют текущие значения указанных параметров, вычисляют разности между текущими и заданными их параметрами и ведут регулирование процесса по полученным разностям, отличающийся тем, что с целью повышения качества сварного шва путем компенсации неконтролируемых возмущений, измеряют температуру точки поверхности сварного шва, вычисляют расчетное значение температуры той же точки поверхности шва, вычисляют одновременно с разностями между текущими и заданными параметрами тока сварки, напряжения сварки, скорости сварки, разность между текущим и вычисленным значениями температуры и значение управляемых параметров процесса сварки регулируют согласно управлению

КО-Э₀)+ е (S-S_o)+rr_l(E-E_D) + η(Τ-Τρ)«Ό, где КД , m, η - известные константы, зависяшие'от конкретного процесса сварки;

Э - эталонный ток сварки; I Οθ - текущий ток сварки;

5 — эталонная скорость сварки;

S _Q - текущая скорость сварки;

Е — эталонное напряжения сварки;

Εθ - текущее напряжение сварки;

Т - текущее значение температуры;

T_D - расчетное значение температуры.

π. 1, отличаючто в качестве управляющего параметра процесса сварки выбв. рают ток сварки.

2. Способ но щ и й с я тем,

SU ,1013163 >