SU1080941A1 - Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion - Google Patents

Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion Download PDF

Info

Publication number
SU1080941A1
SU1080941A1 SU833565370A SU3565370A SU1080941A1 SU 1080941 A1 SU1080941 A1 SU 1080941A1 SU 833565370 A SU833565370 A SU 833565370A SU 3565370 A SU3565370 A SU 3565370A SU 1080941 A1 SU1080941 A1 SU 1080941A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
welding
regulating
improve
fusion
Prior art date
Application number
SU833565370A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Григорьевич Ткаченко
Вадим Петрович Кривонос
Борис Леонидович Грабчев
Original Assignee
Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона filed Critical Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority to SU833565370A priority Critical patent/SU1080941A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1080941A1 publication Critical patent/SU1080941A1/en

Links

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ преимущественно деталей с большим поперечным сечением путем воздействи  на напр жение в зависимости от сигнала положительной обратной св зи по одному из параметров процесса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  и улучшени  энергетической эффективности процесса оплавлени , в качестве параметра, характеризующего процесс оплавлени , принимают сдвиг фазМежду напр жением и первой гармоникой сварочного тока. (Л 00 о со 4;;:A METHOD FOR REGULATING THE PROCESS OF CONTACT BUTT WELDING MELTING mainly parts with a large cross section by acting on the voltage depending on the positive feedback signal according to one of the process parameters, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint and improve the energy efficiency of the reflow process, as a parameter characterizing the reflow process, a phase shift is assumed between voltage and the first harmonic of the welding current. (L 00 about with 4 ;;:

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано при контактной стыковой сварке непрерывным оплавлением деталей преимущественно с большим поперечным сечением. Известны различные способы регулировани  процесса контактной стыко вой сварки оплавлением с воздействием на напр жение в зависимости от сигнала положительной обратной св зи по одному из параметров процесса . Известен способ регулировани  пр цесса контактной стыковой сварки оплавлением, в котором применена положительна  обратна  св зь по току оплавлени , воздействующа  при превышении заданного тока на фазовращатель , сдвигающий углы зажигани игнитронов в сторону увеличени  напр жени  на сварочном трансформаторе flL Недостатком способа управлени   вл етс  необходимость проведени  большого объема экспериментальных работ по выбору уставок корректора напр жени  в зависимости от типоразмера свариваемых заготовок и характеристик оборудовани . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ регулировани  процесса контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно деталей с большим поперечным сечением путем воздействи  на напр жение в зависимости от сигнала положительной обратной : св зи по одному из параметров процесса . В качестве сигнала положительной обратной св зи прин то отно шение суммарной длительности кор(тких замыканий к текущему времени оп ( Лавлени  2}, Однако известный способ обладает большой инерционностью в оценке непрерывности оплавлени . Сигнал обра ной св зи учитывае т только факт, чт короткое замыкание произошло, но не позвол ет прогнозировать переход оплавлени  в короткое замыкание, т. известный способ не позвол ет опера тивно -регулировать напр жение, проз д  оплавление в наиболее энергетически выгодном режиме. Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного соединенна  и улучшение энергетической эффектив ности процесса оплавлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу регулировани  процесса контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно деталей с большим поперечным сечением путем воздействи  на напр жени в зависимости от сигнала положитель ной обратной св зи по одному из параметров процесса, в качестве параметра , характеризующего устойчивост 41 процесса оплавлени , принимают сдвиг фаз между напр жением и первой гармоникой сварочного тока. На фиг,. 1 показана зависимость мощности Р от сопротивлени  R сварочного контакта при различных напр жени х сварочного трансформатора} на фиг. 2 - устройство дл  реализации предлагаемого способа, вариантJ на фиг. 3 - статическа  характеристика преобразовател  длительности импульсов в напр жение. Энергетически наиболее выгодным  вл етс  режим, при котором сопротивление сварочного контакта R равно активному сопротивлению короткого замыкани  сварочной машины Ккд. При сварке непрерывным оплавлением сопротивление контакта измен етс  случайным образом в больших пределах, что гложет привести к короткому замыканию торцов. В то же врем  саморегулирование процесса возможности только при .3. На фиг. 1 показана зависимость мощности, генерируемой в искровом зазоре, от сопротивлени  контакта при различных значени х напр жени  во вторичной обмотке сварочного трансформатора. Допустим , что сопротивление увеличилось от R до РЗ , тогда мощность снизитс  от р2 ДО РЗ Это влечет за собой снижение скорости оплавлени , торцы начнут сближатьс  и сопротивление уменьшитс . Процесс возвращаетс  в исходное состо ние. В случае , когда сопротивление уменьшилось от R2 до R , мощность возрастает , увеличиваетс  искровой зазор, что приводит к возрастанию сопротивле ни . Изменение напр жени  в соответствующую сторону помогает процессу саморегулировани  (фиг. 1, точки 1 и 3). Это позвол ет приблизитьс  к границе устойчивости и повысить эффективность процесса оплавлени . Измерение сопротивлени  контакта в процессе оплавлени  затруднено. Однако его можно оценить по величине сдвига фаз между напр жением и первой гармоникой сварочного тока. На границе устойчивости при i - К к 1( предельно допустимое значение сдвйга фаз Чп можно определить из выражени : где X реактивна  составл юща  короткого замыкани  сварочной машины. По мере возрастани  R сдвиг фаз Ч убывает и принимает значение, близкое к нулевому при достаточно большом R , т.е. когда процесс проходит с большим запасом устойчивости. Использование сдвига фаз между напр жением и первой гармоникой сварочного тока в качестве сигнала положительной обратной св зи позвол ет реализовать режим сварки бли кий к границе устойчивости оплавлен и тем самым повысить энергетическую эффективность процесса При этом не требуетс  проводить перенастройк регул тора в случае изменени  типоразмера свариваемых деталей. Устройство (фиг. 2) дл  реализации предлагаемого способа содержит сварочную машину 1, к которой подключен датчик 2 напр жени , нуль-ор ганы 3 и 4, датчик 5 сварочного тока , соединенный с фильтром 6, пропускающим частоту 50 Гц, формирователь 7 импульсов, в качестве которо го может быть использован триггер, соединенный -.с преобразователем 8 импульсов в напр жение, к которому подключен сумматор 9, к другому его входуподключен задатчик 10 програм мы снижени  напр жени , а выход преобразовател  через фазовращатель 11 и тиристорный контактор 12 соеди нен со сварочной машиной 1. Преоб .разователь 8 имеет .статическую карактеристику Usflf) (фиг, 3 ). В процессе работы устройства после подачи команды Пуск-сварка с задатчика 10 на сумматор 9 поступ ет сигнал,.пропорциональный заданно програмпе снижени  напр жени . С выхода сумматора 9 сигнал поступает через фазовращатель 11 на тиристорный контактор 12. Таким образом осуществл етс  изменение напр жени  по заданной программе. В процессе оплавлени  сигнал с датчика 2 напр  жени  подаетс  на нуль-орган 3, а сигнал с датчика 5 тока через фильт б подаетс  на нуль-орган 4. По переднему фронту импульса, поступающего с нуль-органа 3, запускаетс  формирователь 7 импульсов, который сбрасываетс  по переднему фронту им пульса, поступающего с нуль-органа Таким образом, на выходе формировател  7 образуетс  импульс, длительность которого пропорциональна сдви гу фаз между напр жением и первой гармоникой сварочного тока. Этот импульс поступает на вход блока 8, где преобразуетс  в приращение напр жени  AU , пропорциональное длительности импульса в соответствии с характеристикой, показанной на фиг. 3. Приращение ли суммируетс  в блоке 9 с напр жением задатчика 10. Тем самым измен етс  угол включени  тиристорного контактора и осуществл етс  корректировка заданной программы снижени  напр жени . Таким образом, име  информацию о сдвиге фаз между напр жением и первой гармоникой сварочного тока в каждом полупериоде, можно прогнозировать динамику изменени  сопротивлени  сварочного контакта и своевременно корректировать напр жение дл  обеспечени  непрерывности оплавлени . Это позвол ет проводить сварку на границе устойчивости и тем самым повысить энергетическую эффективность оплавлени . Предлагаемый способ провер етс  при сварке рельсов Р65 на машине К-190П с ZKS 90 мкОм и R,. 64 мкОм. При этом параметры пре образовател  8 (фиг. 3) выбирают таким образом, чтобы корректировать напр жение на первичной обмотке сварочного трансформатора в пределах ±100 В. Угол Уо , рассчитанный по формуле (1), составл ет 26°. Врем  сварки рельсов с использованием предлагаемого способа регулировани  составл ет в среднем 165 с, тогда как врем  сварки рельсов Р65 на машине К-190П, оборудованной стандартной схемой управлени , составл ет;185 с. Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с известным позвол ет сократить врем  сварки одного стыка в среднем на 20 с и улучшить качество сварного соединени  за счет повышени  устойчивости и энергетической эффективности процесса оплавлени . Это позвол ет также повысить производительность сварочного оборудовани  за счет сокращени  времени, необходимого дл  проведени  одной сварки.The invention relates to welding production and can be used in resistance butt welding by continuous melting of parts, preferably with a large cross section. Various methods are known for controlling the flash butt welding process with a voltage effect depending on a positive feedback signal according to one of the process parameters. There is a known method of controlling the flash butt welding process, in which positive flashing current feedback is applied, acting when the specified current is exceeded on the phase shifter, shifting igniter angles towards increasing voltage on the flL welding transformer. The disadvantage of the control method is the need for large the amount of experimental work on the choice of the settings of the voltage corrector depending on the size of the welded blanks and equipment characteristics ani The closest to the invention in its technical nature is a method of controlling the flash butt welding process of mainly parts with a large cross section by acting on the voltage depending on a positive feedback signal: a connection in one of the process parameters. As a positive feedback signal, the ratio of the total duration of short-circuits (strong closures to the current time op is taken (Lavleni 2}) However, the known method has great inertia in assessing the continuity of the reflow. occurred, but does not allow to predict the transition of the flashing into a short circuit, because the known method does not allow for the prompt adjustment of the voltage, the flashing progression in the most energetically favorable mode. This goal is achieved due to the fact that, according to the method of controlling the flash butt welding process, predominantly of parts with a large cross section by acting on the voltage depending on the positive feedback signal one by one of the process parameters, as a parameter characterizing the stability of the 41 reflow process, take the phase shift between the voltage and the first harmonics Oh welding current. In FIG. 1 shows the dependence of the power P on the resistance R of the welding contact at different voltages of the welding transformer} in FIG. 2 is a device for implementing the proposed method, variant J in FIG. 3 - the static characteristic of the pulse duration to voltage converter. Energetically the most advantageous is the mode in which the resistance of the welding contact R is equal to the active resistance of the short circuit of the CCD welding machine. In continuous fusion welding, the contact resistance varies randomly over large limits, which gnaws lead to a short circuit of the ends. At the same time, the process self-regulation is possible only at .3. FIG. Figure 1 shows the dependence of the power generated in the spark gap on the resistance of the contact at various voltages in the secondary winding of the welding transformer. Assuming that the resistance has increased from R to RZ, then the power will decrease from p2 to RZ. This entails a decrease in the reflow rate, the ends will begin to approach and the resistance will decrease. The process returns to its original state. In the case when the resistance decreases from R2 to R, the power increases, the spark gap increases, which leads to an increase in resistance. Changing the voltage in the appropriate direction helps the process of self-regulation (Fig. 1, points 1 and 3). This makes it possible to approach the stability boundary and increase the efficiency of the reflow process. Measuring contact resistance during the reflow process is difficult. However, it can be estimated from the magnitude of the phase shift between the voltage and the first harmonic of the welding current. At the boundary of stability when i - K to 1 (the maximum permissible value of the phase Cp displacement can be determined from the expression: where X is the reactive component of the short circuit of the welding machine. As R increases, the phase shift P decreases and takes a value close to zero with a sufficiently large R i.e., when the process takes place with a large margin of stability.The use of a phase shift between voltage and the first harmonic of the welding current as a positive feedback signal allows the welding mode to be close to the boundary The process has been melted down and thus increases the energy efficiency of the process. It does not require reconfiguration of the controller in the event of a change in the size of the parts to be welded. gans 3 and 4, welding current sensor 5, connected to filter 6, passing a frequency of 50 Hz, pulse shaper 7, which can be used as a trigger, connected — with a converter of 8 pulses to voltage, to which the adder 9 is connected, to another its input the setter 10 of the voltage reduction program is connected, and the output of the converter through the phase shifter 11 and the thyristor contactor 12 are connected to the welding machine 1. The converter 8 has a static Ushlf characteristic) (FIG. 3). During operation of the device, after the Start-welding command is sent from the setting device 10, the adder 9 receives a signal proportional to the specified voltage reduction program. From the output of the adder 9, the signal enters through the phase shifter 11 to the thyristor contactor 12. Thus, the voltage is varied according to a predetermined program. During the flashing process, the signal from voltage sensor 2 is applied to the null organ 3, and the signal from current sensor 5 is fed through the filter b to null organ 4. On the leading edge of the pulse coming from the null organ 3, the pulse shaper 7 is started, which is reset on the leading edge of a pulse coming from a zero-body. Thus, a pulse is generated at the output of shaper 7, the duration of which is proportional to the phase shift between the voltage and the first harmonic of the welding current. This pulse is fed to the input of block 8, where it is converted into an increment of voltage AU proportional to the pulse duration in accordance with the characteristic shown in FIG. 3. The increment is summed up in block 9 with the set point voltage 10. Thus, the switching angle of the thyristor contactor is changed and the target voltage reduction program is adjusted. Thus, having information about the phase shift between the voltage and the first harmonic of the welding current in each half-period, it is possible to predict the dynamics of change in the resistance of the welding contact and to correct the voltage in a timely manner to ensure continuous melting. This makes it possible to weld at the stability boundary and thereby increase the refining energy efficiency. The proposed method is tested when welding the rails P65 on a K-190P machine with ZKS 90 µOhm and R ,. 64 ohms In this case, the parameters of the converter 8 (Fig. 3) are chosen in such a way as to correct the voltage on the primary winding of the welding transformer within ± 100 V. The angle Wh, calculated by the formula (1), is 26 °. The welding time of the rails using the proposed control method averages 165 s, while the welding time of the rails P65 on a K-190P machine equipped with a standard control circuit is 185 s. Thus, the application of the proposed method in comparison with the known one allows reducing the welding time of one joint by an average of 20 seconds and improving the quality of the welded joint by increasing the stability and energy efficiency of the reflow process. This also makes it possible to increase the productivity of welding equipment by reducing the time required to perform one welding.

Claims (1)

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ преимущественно деталей с большим поперечным сечением путем воздействия на напряжение в зависимости от 'сигнала положительной обратной связи по одному из параметров процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и улучшения' энергетической эффективности процесса оплавления, в качестве параметра, характеризующего процесс оплавления, принимают сдвиг фаз'Между напряжением и первой гармоникой сварочного тока.METHOD FOR REGULATING THE CONTACT BUTT JOINT WELDING BY MELTING mainly of parts with a large cross-section by influencing the voltage depending on the 'positive feedback signal according to one of the process parameters, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint and improve the' energy efficiency of the fusion process, as a parameter characterizing the reflow process, take a phase shift between the voltage and the first harmonic of the welding current.
SU833565370A 1983-03-21 1983-03-21 Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion SU1080941A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833565370A SU1080941A1 (en) 1983-03-21 1983-03-21 Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833565370A SU1080941A1 (en) 1983-03-21 1983-03-21 Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1080941A1 true SU1080941A1 (en) 1984-03-23

Family

ID=21054102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833565370A SU1080941A1 (en) 1983-03-21 1983-03-21 Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1080941A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641586C1 (en) * 2016-12-07 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of contact butt welding of rails

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР .№ 165260, кл. В 23 К 11/04,17.03.62. 2. Авторское свидетельство СССР № 941072, кл. В 23 К 11/04,5.12.80. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641586C1 (en) * 2016-12-07 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of contact butt welding of rails

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4201906A (en) Method and apparatus for arc welding
RU2211752C2 (en) Electric arc welding apparatus (variants), method for supplying melt metal of fed welding wire to welding bath (variants)
EP0043589B1 (en) Pulse arc welding machine
KR100490241B1 (en) System and method for controlling an electric arc welder
US5225660A (en) Consumable-electrode ac gas shield arc welding method and apparatus therefor
JP2005288542A (en) Electric arc pulse welder with short circuit control
SU1080941A1 (en) Method of regulating the process of butt resistance welding by fusion
US5683602A (en) Welding power supply
JPH01299768A (en) Consumable electrode type rectangular wave ac arc welding method
JPH0342997B2 (en)
EP0474031A2 (en) Inverter type power control unit for stud welding
JP3156032B2 (en) Consumable electrode pulse arc welding machine
JPS6334792Y2 (en)
CN111421206B (en) Welding power supply control method, controller, control circuit and welding system
JPS6127152B2 (en)
AU754671B2 (en) Method and apparatus for elecric arc welding
JPS58224070A (en) Arc welding
SU1004038A1 (en) Controlled power source for electric arc welding
SU774850A1 (en) Method of controlling the fusing rate of resistance spot welding
SU1092018A1 (en) Method of resistance flash-butt welding
JPH04178274A (en) Resistance spot welding method
SU1461604A1 (en) Method of controlling resistance butt flash welding
SU903025A1 (en) Method of controlling continuous-fusion contact butt welding process
KR880000913B1 (en) Twin arc welder for short circuiting
KR880000949B1 (en) Arc welder for short circuiting