SU1109291A1

SU1109291A1 - Способ автоматического измерени и регулировани электронагрева

Info

Publication number: SU1109291A1
Application number: SU833558343A
Authority: SU
Inventors: Владимир Антонович Анищенко; Юрий Николаевич Ланкин; Анатолий Павлович Ляшок; Рифкат Рарифович Закиров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6011
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-08-23

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА , включающий вычисление температуры сварочного дра, сравнение ее с заданной и регулирование режима электронагрева , отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности температуры дра при сварке деталей малых толщин переменным током во врем текущего сварочного импульса, многократно в моменты времени 11 измер ют мгновенные значени сварочного тока Jj и вычисл ют коды функции источника тепла Qj по формуле i с- y-s где -функци источника тепла; fi - мгновенное значение сварочного тока в t момент времени; К - коэффициент эффективности процесса проплавлени ; S - площадь контакта электрод-деталь; р удельные сопротивлени , теплоемкость и удельный вес деталей объекта; 1 - номер временного интервала; зате.м вычисл ют код мгновенной температуры дра Tfn.B каждый момент времени текущего сварочного импульса по формуле Ti.()(tin-tO, где Ti - код мгновенной температуры дра в {{ .момент времени; Q lut-посто нна времени температурного нагрева объекта; Н -коэффициент условий теплообмена; J . шаг временного интервала; ti -код i-ro временного интервала; -рассто ние от центра сварочного I дра до электрода; а. -удельна температуропроводность (Л деталей объекта, и сравнивают с заданным, при достижении заданной температуры отключают сварочный ток в текущем сварочном импульсе, а в случае недостаточного нагрева дра регулируют режим электронагрева в следующем сварочном импульсе, при этом в качестве начальной температуры TO в первом сварочо со го ном импульсе принимают температуру окружающей среды, а в последующих сварочных импульсах - последнюю вычислительную температуру перед следующим свароч;о ным импульсом.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани в установках стабилизации процесса контактной сварки. Известен способ регулировани процесса электронагрева, основанный на стабилизации энергии въщел ёмой в сварочном контакте 1. Недостаток способа в том, что при сварке деталей малых толщин током промышленной частоты они не обеспечивают высокое качество сварных соединений, поскольку вследствие малой тепловой инерции деталей температура сварочного дра пропорциональна не среднему, а мгновенному значению мощности или тока, при этом максимальна температура и габариты дра завис т от формы импульса сварочного тока. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс способ автоматического измерени и регулировани электронагрева, включающий измерение наружной температуры свариваемых деталей, вычисление по наружной температуре температуры сварочного дра, сравнению ее с заданной и, по результату сравнени , регулирование режима электронагрева деталей 2. Недостаток известного способа, состоит в том, что он не учитывает тепловой инерции свариваемых деталей и, поэтому не подходит дл регулировани электронагрева током промыщленной частоты деталей малых толщин. Вследствие малой тепловой инерции температура сварочного дра деталей малых толщин с небольшим запаздывание .м почти повтор ет форму импульса сварочного тока. Температура поверхности тонкой детали в паузах между сварочными импульсами и вычисленна но ней температура дра значительно отличаютс от температуры поверхности и максимальной темнературы дра, которые имели место во врем действи сваренного тока. Целью изобретени вл етс повышение стабильности температуры дра при сварке деталей малых толщин перемениы.м током. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу автоматического измерени и регулировани электронагрева, включаю1;цему вычисление температуры сварочного дра , сравнение ее с заданной и регулирова 1ие режима электронагрева объекта, во врем текущего сварочного импульса, многократно в моменты времени t,.измер ют мгновенные значени сварочного тока Jj и вычисл ют коды функции источника тепла q по формулеР J . т У ii 4i с-т S где cjj -функци источника тепла; Ij -мгновенное значение сварочного тока в tj момент времени; К -коэффициент эффективности процесса проплавлени ; S -площадь контакта электрод-деталь с.Х -удельное сопротивление, теплоемкость и удельный вес деталей объекта; I -номер временного интервала; м вычисл ют код мгновенной температу дра каждый ..момент времени щего сварочного импульса по формуле iM-ri(9,-)Yti;.-tO; Ti - код мгновенной температуры дра в tj момент времени; - носто нна времени темпераJ турного нагрева объекта; ifit i шаг временного интервала; -рассто ние от центра сварочного дра до электрода; а -удельна температуропроводность деталей объекта; М -коэффициент условий теплообмена; ti -код i-ro временного интервала. равнивают с заданным, при достижении анной температуры отключают сварочный в текущем сварочном импульсе, а в слунедостаточного нагрева дра регулирурежим электронагрева в следующем сваРучном импульсе, при этом в качестве насальной температуры TQ в первом сварочном импульсе принимают температуру окружающей среды, а в последующих сварочных импульсах - последнюю вычисленную температуру перед следующи.м сварочны.м импульсом . Использование множества мгновенных значений сварочного тока в качестве параметра процесса электронагрева позвол ет вычисл ть изменение температуры сварочного дра, как во врем сварочных и.мпульсов , когда объект нагреваетс , так и в паузах между сварочны.ми импульсами - когда объект остывает. Тем самым учитываетс вли ние тепловой инерции свариваемого объекта и формы сварочного импульса на электронагрев. Предлагаемый способ с применением метода расчета мгновенных температур сварочного дра дает воз.можность реализовать расчет те.мпературы в реальном .масштабе времени и при.менить микропроцессорное устройство дл пр мого цифрового регулировани процессом электронагрева уже в текущем сварочном и.мпульсе. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы сварочного тока и температуры дра, по сн ющие предложенный способ регулировани электронагрева; на фиг. 3 - временные диаграммы фактической и вычис:1енной по предлагаемо.му способу температуры дра. Устройство состоит из источника 1 сварочного тока на промышленной частоте, который включает и выключает ток по командам микропроцессорного устройства 2, датчика 3 сварочного тока (например, трансформатора тока), аналого-цифрового преобразовател 4, сварочных электродов 5 и свариваемых деталей 6.

По команде 7, из микропроцессорного устройства 2, источник 1 включает сварочный ток 8. В моменты времени t аналого-цифровой преобразователь 4 измер ет величину сигнала датчика 3 тока.

После каждого i-ro измерени тока микропроцессорное устройство 2 вычисл ет код функции источника тепла q и код Tj температуры дра 9 в следующий Т/н момент времени.

Как только вычисл ема температура 9 достигнет заданной температуры 10, микропроцессорное устройство 2 формирует команду 11 на выключение сварочного тока 8. Если в течение одного сварочного импульса тока 12 вычисл ема температура 13 не достигнет заданной температуры 14, то микропроцессорное устройство 2 дает команду на включение второго импульса сварочного тока 15 и вычисл ет температуру дра 16 на

основании новых начальных условий температуры деталей, которые получены в результате последовательного вычислени температуры 13 по все врем действи сварочного импульса 12 и во врем паузы между сварочными импульсами тока 12 и 15. Как только вычисл ема те.мпература 16 достигает заданной температуры 14, микропроцессорное устройство 2 формирует импульс 17 на выключение сварочного тока 15.

Процесс вычислени температуры дра Т.(- при сварке несколькими сварочными импульсами , продолжаетс циклически. В качестве начальной температуры Тр в первом импульсе принимают температуру окружающей среды, а в последующих импульсах - последнюю вычисленную мгновенную температуру перед следующим сварочным импульсом .

Предлагаемый способ автоматического измерени и регулировани электронагре0 ва обеспечивает по сравнению с известным улучщени качества сварочных соединений деталей малых толщин и повыщение процента выхода годных изделий на операци х сварки.

г/т,

max

Claims

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА, включающий вычисление температуры сварочного ядра, сравнение ее с заданной и регулирование режима электронагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности температуры ядра при сварке деталей малых толщин переменным током во время текущего сварочного импульса, многократно в моменты времени tι измеряют мгновенные значения сварочного тока и вычисляют коды функции источника тепла q_t- по формуле _с _г/ Л ' н^г

К с- T-S² ’ где —функция источника тепла;

Д — мгновенное значение сварочного тока в t момент времени;

К — коэффициент эффективности процесса проплавления;

S — площадь контакта электрод-деталь;

р. с/- удельные сопротивления, теплоемкость и удельный вес деталей объекта;

1 — номер временного интервала; затем вычисляют код мгновенной температуры ядра Т/ц.в каждый tj₊₁ момент времени текущего сварочного импульса по формуле Ti<-i⁼Ti-t-(4i--Q-) · (tin-ti), где Ti - код мгновенной температуры ядра в tj момент времени;

постоянная времени температурного нагрева объекта;

И —коэффициент условий теплообмена; _г _шаг временного интервала; ti —код i-ro временного интервала; Д —расстояние от центра сварочного ядра до электрода;

ст —удельная температуропроводность деталей объекта, и сравнивают с заданным, при достижении заданной температуры отключают сварочный ток в текущем сварочном импульсе, а в случае недостаточного нагрева ядра регулируют режим электронагрева в следующем сварочном импульсе, при этом в качестве начальной температуры Т_о в первом сварочном импульсе принимают температуру окружающей среды, а в последующих сварочных импульсах — последнюю вычислительную температуру перед следующим сварочным импульсом.

SU „,.1109291

Фиг.]