Изобретение относитс к сварочно технике, а именно к способам контрол Технологических параметров при комнатной стыковой свар,ке оплавлением. Дл обеспечени качества сварного единени при контактной стыковой свар оплавлением контролируют различные технологические параметры : ток в процессе оплавлени , скорость оплав лени , скорость осадки, начальный зазор между свариваемыми детал ми, величину оплавлени и, наконец, вели чину осадки. При всех прочих равных услови х процесса величина осйдки при контакт ной стыковой сварке оплавлением вл етс важнейшим параметром, определ бщим качество сварного соединени Это объ сн етс тем, что (как установлено многочисленными исследовани ми) дл получени стабильно высокого качества сварных соединений отклонение величины осадки не должно превышать 5% от ее номинального значени В то же врем отклонение других вьш1е указанных параметров процесса даже .на 20% не столь сильно сказываетс н качестве соединени . Известен способ контрол параметров процесса контактной стыковой сварки оплавлением, при котором изме р ют сумму величин оплавлени и осад ки и сравнивают еэ с заданным припус ком на оплавление и осадку Л . Недостатком способа вл етс невозможность определени величины собственно осадки, так как согласно этому способу измер ют (контролируют ) всю сумму величин оплавлени и осадки, т.е. весь путь перемещени подвижной станины относительно непод вижной станины и невозможно определить с достаточной степенью точности ту долю перемещени , котора приходитс на осадку. Этот недостаток приводит к тому, что стабильно высокого качества свар ных соединений добитьс также не уда етс . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ конт рол величины осадки при контактной стыковой сварке оплавлением, при котором за величину осадки принимают разность показаний датчика перемещени подвижной станины стыкосварочной машины в конце и начале отсчета. При этом сигнал на начало отсчета показаний датчика перемещени вьщают в момент времени, следуюпщй через определенную выдержку времени после команды на включение электромагнита распределител осадки, а сигнал на конец отсчета выдают в момент времени , при котором показани датчика достигают максимального значени 2. Известный способ дает возможность относительно точно измерить в процессе сварки величину осадки. Погрешность измерени этим способом составл ет около 12-20%. Хот така точность измерени величины осадки и не приводит непременно к браку, т.е. сварные соединени удовлетвор ют обычным требовани м, однако при повышенных требовани х к сварным соединени м (например, полосового материала , подвергаемого после сварки непрерывной холодной прокатке) така точность измерений не гарантирует стабильно высокого качества сварных соединений. Причина недостаточно высокой точности измерений величины осадки заключаетс в следующем. Как известно, на стыкосварочных машинах с гидравлическим приводом перемещени подвижной станины осадка осуществл етс посредством включени электромагнита распределител осадки, подающего масло в гидроцилиндр, при срабатывании которого происходит ускорение перемещени подвижной станины . В то же врем известно, что перемещение станины с большой скоростью при осадке начинаетс с некоторьм запаздыванием после включени электромагнита распределител осадки, завис щим от времени его срабатывани , а также диаметра и длины трубопроводов , массы станины и других факторов . Эта величина дл крупных машин достигает 0,2 с. Ограничение хода положений станины и окончание осадки в этих машинах осуществл етс жестким упором. На фиг.1 изображен график перемещени подвижной станины в конце оплавлени и во врем осадки, где за начальный момент (С-0) прин та команда на включение электромагнита, а коррекци учитываетс выдержкой времени на начало отсчета , котора дл упрощени эксплуатации принимаетс величиной посто нной. Учитыва , что врем срабатывани распределител ср дл конкретной машины зависит от в зкости масла в гидросистеме , подверженной сезонным изменени м в зимний и летний период эксплуатации, дл надежности замеров обычно принимают ьр. Как видно из графика на фиг.1, положени точки начала отсчета завис т от конечной скорости оплавлени (точки С и 3), которую измен ют на сварке изделий разного сортамента. Таким образом, в известном способе заложена ошибка, максимальна величина которой при изменении конечной скорости оплавлени в диапазоне 2-10 мм/с равна АИ с. с; и, ч /- 5с(л..к) (10-2)(0,2-0,2.0,8)0,32 мм. Кроме того, при ударе подвижной станины об упор возникают колебани взаимодействующих элементов измерительной системы, которые при известном способе замеров также обычно привод т к ошибке: 5 ,20,4 мм. Таким образом, изменение величины осадки известным способом не обеспе- чивает необходимой точности, так как максимальна абсолютна ошибка может достигать 0,7 мм, что составл ет при величине осадки 3-6 мм около 12-24%. Кроме того, известньй способ определени начала осадки вл етс косвенным методом приближени точки начала измерений к фактическому началу осадки (точка 0) и может приводить к, еще более существенным ошибкам, напри мер,- из-за заклинивани или заедани распределител осадки при гр зном масле. В этом случае L п возрастет, и будет значительно меньше Dp и, соответственно, возрастет л5ц . Цель изобретени - повышение точности и стабильности измерений величи ны осадки.... Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу контрол величи осадки при контактной стыковой сварк оплавлением, при котором за величину осадки принимают разность показаний датчика перемещени подвижной станин стыкосварочной машины в конце и нача ле отсчета, определ ют скорость пере мещени подвижной станины и длительность осадки, при этом сигнал на нач ло отсчета выдают в момент времени, при котором скорость перемещени подвижной станины достигнет максимального значени скорости оплавлени , а сигнал на конец отсчета выдают через врем , превышающее в 2-3 раза длительность осадки. Сущность способа заключаетс в том, что в процессе контактной стыковой сварки оплавлением след т за показани ми датчика перемещени подвижной станины стыкосварочной машины и началом осадки считают тот момент, когда скорость этого перемещени достигнет заранее заданного дл определенного сортамента свариваемых на машине изделий значени конечной скорости оплавлени , т,е. фактический момент перехода от оплавлени к осадке. Это снижает погрешность в начале измерений . Окончанием же осадки считают не момент, когда показани датчика перемещени достигнут максимального значени (как это считали до сих пор), а заведомо более поздний момент (через вьщержку времени, превышающую в 2-3 раза длительность осадки), что гарантирует полное затухание колебаний измерительность системы. Это исключает погрешность в конце измерений. На фиг.1 изображен график перемещени подвижной станины стыкосварочной машины в конечной стадии оплавлени к при осадке; на фиг.2 - стыкосварочна машина (схематически) с одним из возможных вариантов блок-схемы дл осуществлени предлагаемого способа. . Машина .содержит неподвижную станину 1 с установленными на ней подвижной станиной 2 и гидроцилиндром 3 дл перемещени последней. Гидроцилиндр 3 системой трубопроводов соединен через регулируемый дроссель 4 с распределителем 5 оплавлени , имеющим электромагнит 6, и с распределителем 7 осадки, имеющим электромагнит 8. Дп ограничени перемещени подвижной станины 2 на неподвижной станине 1 закреплен упор 9. С подвижной станиной 2 механическисоединен датчик 10 ее перемещени . Блок-схема включает в себ систему 11 управлени сварочной машиной, выходы которой электрически соединены с электромагнитами 6 и 8 распределителей 5 и 7. Выход датчика 10 перемещени подвижной станины 2 электричес- ки соединен с первым входом блока 12 ее положени и вводом блока 13 скорости ее перемещени . Выход блока 13 соединен с вторым входом блока 12 и входом реле 14 времени, выход которо го соединен с третьим входом блока 12, выход которого соединен с указателем 15 величины осадки. При работе на матине свариваемые издели 16 и 17 зажимают в губках (электродах-зажимах) неподвижной 1 и подвижной 2 станин, включают сварочный трансформатор (не показан) и рас пределитель 5 оплавлени , который по дает масло под давлением через регулируемый дроссель 4 в гидроцилиндр 3 Этот гидроцилиндр перемещает подвижную станину 2 со скоростью оплавлени . Концы изделий оплавл ютс и посте пенно нагреваютс . При нагреве концо до температуры, достаточней дл качественной сварки, включаетс распре делитель 7 осадки и подвижна станин резко увеличивает свою скорость, про изводитс осадка и сварка изделий. При этом скорость осадки обычно в 3-5 раз выше скорости подвижной станины при оплавлении. После удара об упор 9 подвижна станина 2 останавли ваетс . I . За фактическую величину осадки следует принимать показани датчика 10 перемещени от момента начала ускорени подвижной станины 2 под воздействием масла, поступившего в гидроцилиндр 3 от распределител 7 осад ( точка о на фиг.1) до момента стабилизации положений этой станинь not ле ее удара об установленный на неподвижной станине 1 упор 9, который ограничивает величину осадки (точка m ). Таким образом, фактическа величина осадки равна co.. В конце оплавлени подвижна станина 2. перемещаетс с определ емой технологией сварки конечной скоростью , котора выражаетс углом наклона кривой 5 -i(t) . Эта скорос измен етс при сварке изделий всего сортамента в диапазоне от ,, Д . В определенный момент вре О ип 1 ц. мени (т 0) из схемы 11 управлени сварочной машиной поступает сигнал н включение электромагнита 8 распределител 7 осадки. При переключении эт го распределител за врем ip и поступлении масла в гидроцилиндр 3 подвижна станина 2 постепенно разгон етс от этой скорости до .скорости осадки , При этом за врем переходного процесса (до точки ) скорость станины последовательно принимает значени . , -,,wKc р ...макс Ь5 опА - чочка 1: , 3VonA -точка t и т.д. в конце хода подвижна станина 2 удар етс об упор 6 и продолжаетс с ним колебатьс (точки i ,Ь ) до угасани этих колебаний (точкам). Измерение величины осадки по предлагаемому способу состоит в том, что от датчика 10 положени посто нно поступает сигнал в блок 12 положени подвижной станины и блок 13 скорости ее перемещени . Последний предварительно настраиваетс на скорость V , несколько превьшающую . При фиксировании в блоке 13 этого сигнала , свидетельствующего о начале осадки , из него в блок 12 выдаетс импульс начала отсчета величины сигнала (5о) датчика 10 в момент времени, следующий за фактическим началом осадки через длительность с л Величина О 2 (фиг.1) представл ет собой отрезок времени от момента перехода скорости перемещени подвижной станины, соответствующей конечной скорости оплавлени конкретного типоразмера , к ускоренному движению до момента, при котором эта скорость достигает максимального значени скорости оплавлени дл всего сортамента полос, свариваемых на данной машине . Таким образом, дл полос, свариваемых при максимальных скорост х оплавлени , 2 стремитс к нулю, а дл остального сортамента оно возрастает с уменьшением фактической конечной скорости оплавлени . После отсчета времени с , превышающего в 2-3 раза длительность осадки (экспериментальные данные по сварке различных полос на стыкосварочных машинах разной конструкции свидетельствуют , что врем затухани динамических колебаний, возникающих из-за упругой деформации упоров и станин, в результате удара подвижной станины об упоры, ограннчиваюш1е величину осадки, составл ет примерно 0,8 длительности осадки (,,, ). Поэтому дл обеспечени сн ти показаний датчика величины осадки гарантировано после затухани колебаний, значение С- должно превышать величину t-gj, не менее чем в 2 раза. С другой стороны, увеличение и более чем в 3 раза по сравнению с дс нецелесообразно, так как оно не повышает точности измерений , увеличива общее врем обра ботки информации, реле 14 времени выдает имцульс конца отсчета величины осадки, по которому в блоке 12 фикси руетс величина сигнала (5) датчика 1 в момент времени, гарантировано обеспечивающий затухание колебаний измерительной системы. В этом же бло ке 12 производитс вычитание величин сигналов 5g и их разность переда етс в указатель 15 величины осадки, т.е. . Так как в предложенном способе birno2 0, то возможна ошибка измерений также стремитс к нулю. Практи чески возможна ошибка зависит от длительности переходного процесса при изменении скорости станины от к ОС также чувствитель ности блока 13, производ щего контроль скорости, в случае, если у 0,25 QQ , 3. этот блок отстроен на выдачу импульса начала отсчета величины осадки при 1 5 VQJJ | , то ошиб ка составит б5 5g-5(5 0,25 мм или 4-8% при указанных вьш1е значени х величины осадки, что в 3 раза меньше, чем у известного способа кон трол величины осадки и соответствует требуемой точности, задаваемой технологией сварки. Несмотр на то, что предлагаемый способ контрол величины осадки дает несколько заниженные результаты, он отличаетс стабильностью показаний, так как фиксирует момент, наступающей непосредственно за фактическим началом осадки и полностью исключает возможный разброс показаний из-за колебаний в ее конце. Учитыва , что длительность переходного процесса обычно не превышает О,05.с, то происход щие внутри его измейени , завис щие от величины осадки, ее скорости, массы станины, диаметров и длины трубопроводов, а также сечени свариваемых полос, не оказывают существенного вли ни на |точность измерений. Точньй замер величины осадки позвол ет производить настройку сварочной машины в соответствии с технологией и поддерживать установленный режим в течение длительного времени, что повышает качество сварных соединений . Использование предлагаемого способа контрол в машинах ,дл стыковой сварки полос должно повысить и стабилизировать качество сварных соединений и приводить к уменьшению их обрывов при холодной прокатке. В то же врем по данным многих металлургических заводов известно, что сокращение обрывов всего на 1% дает годовую экономию 70-100 тыс.руб. за счет - уменьшени подмоток на стане и агрегатах резки, уменьшени выхода из стро валков и уменьшени условно-по сто нных расходов при уменьшении простоев стана и внеплановых перевалок валков.
Г. 2
Ч
л
(Риг. 2
1