SU1136906A1

SU1136906A1 - Способ регулировани процесса дуговой сварки

Info

Publication number: SU1136906A1
Application number: SU833677810A
Authority: SU
Inventors: Валерий Николаевич Колесников; Татьяна Петровна Колесникова; Юрий Васильевич Перминов; Аркадий Геррадьевич Третьяков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6564
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-01-30

Abstract

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРбЦЕС-г СА ДУГОВОЙ СВАРКИ, при котором измер ют мощность излучени сварочной дуги и сравнивают ее с заданной мощностью и при возникновении разницы величин мощности подают управл ющий сигнал исполнительному механизму дл поддержани длины дуги в заданных -пределах, отличающийс тем, что, с целью повышени точности регулировани длины сварочной дуги, в качестве регул1фующего параметра используют мощность высокочастотного сварочной дуги, измер -; емую на частоте (,2)«10&deg; Гц.

Description

Изобретение относитс к дуговой сварке и может найти применение при автоматизации сварочных процессов при дуговой сварке неплав щимс электродом в различных отрасл х народного хоз йства. Известен способ регулировани длины сварочной дуги, заключающийс в том, что длину дуги определ ют по падению высокочастотного напр же ни на участке от конца электрода до поверхности свариваемого издели контактирующей со сварочной ванной Однако этот способ вл етс акти ным, поэтому происходит вли ние на плазму дуги, что вносит погрешности в измерени и понижает точность спо соба. Величина высокочастотного напр жени на разр дном промежутке между электродом и поверхностью свариваемого издели зависит отрас положени деталей на .технологическо установке, так как любое объемное . тело характеризуетс электрической емкостью, что особенно сказываетс на высоких, частотах и приводит к понижению точности способа. Устройство также характеризуетс сложностью , заключающейс в большом количестве операций при осуществлении способа, так как необходимо не толь ко измерить падение напр жени , но и создавать дополнительное ВЧ-напр жение и подавать его на разр дный промежуток в течение процесса сварки. Измерение длины дуги, осуществл етс электродом и поверхностью, сварочной ванны, а в процессе сварки это приводит к большим погрешност м контролируемой величины из-за колебани уровн сварочной ванны , вызванного различными причинами например изменением тока и зазора . в стыке. 1 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс способ контрол длины, варочной дуги, при котором контроль и регулирование длины дуги, осуществл ют по интенсивнос ти излучени зоны сварки, а момент сквозного проникани дуги определ ю по по влению низкочастотной составл ющей излучени с увеличенной амплитудой И. Однако низкочастотна переменна составл юща излучени из зоны свар ки позвол ет определ ть и контролировать лишь момент сквозного проникновени сварочной дуги, что недостаточно дл получени высококачественных сварных соединений. Так, например , при сварке неплав щимс электродом сквозного проникновени дуги не происходит и осуществл ть контроль длины дуги данным способом не представл етс возможным. Недостатком также вл етс сложность реализации способа, так как дл определенного те нологического процесса необходимо рассчитывать частоту измер емых электромагнитных волн, затем настраивать измерительную аппаратуру на эту частоту .и только после этого можно производить контроль длины дуги, при этом увеличиваетс количество используемой аппаратуры, а расчет частоты измер емых волн осложн етс тем, что дл определени ее величины необходимо -знать максимальный удельный тепловой поток дуги, который зависит от параметров плазмы дуги, таких, например ,- как температура и концентраци ионов. Цель изобретени - повьшение точности регулировани длины сварочной дуги. Цель достигаетс тем, что согласно способу регулировани процесса дуговой сварки, при котором измер ют мощность излучени сварочной дуги и сравнивают ее с заданной мощностью и при возникновении разницы величин мощности подают управл ющий сигнал исполнительному механизму дл поддержани длины дуги в заданных пределах, в качестве регулирующего параметра используют мощность высокочастотного излучени сварочной дуги, измер емую на частоте (1,6-2,2)10 Гц. Способ основан на том, что мощность излучени сварочной дуги Р пропорционально зависит от размеров плазмы ЗЗ . где Р - мощность излучени , приход ща с на единичный объем сварочной дуги, , поперечное сечение сварочной дуги, длина сварочной дуги, м. Дуга,, создаваема при атмосферном авлении, представл ет собой ркий

3

цилиндрический канал, окруженный менее рким плазменным образованием - факелом, не имеющим четких границ . Поэтому мощность сверхвысокочастотного (СВЧ) излучени из болев плотной плазмы будет больше чем из менее плотной. Поскольку основно вклад в СВЧ излучение дает канал дуги , то мощность излучени Р линейно зависит от рассто ни В между электродом и сварочной ванной.

Высока чувствительность приемного устройства СВЧ излучени (например , ). позвол ет повысить точность контрол длины сварочной дуги до uE 0,01 мм. На фиг.1 изображен график зависимости спектральной мощности СВЧ-излучени Р из зоны сварки от часто-. ты 1 j на фиг.2 - блок-схема устройства дл осуществлени предлагаемого способаJ на фиг.З - графики зависимости спектральной мощности СВЧ .излучени Р от длины при различной величине сварочного тока.

Экспериментально установлено, что СВЧ-излучение сварочной дуги наблюдаетс в пределах частоты (1,6-2,2)«10 Гц, имеет неравновесный характер (фиг.1) и не зависит от скорости подачи защитного газа, а мощность излучени характеризуетс линейной зависимостью от длины сварочной дуги и сварочного тока (фиг.З).

Предлагаемьй способ осуществл ют следующим образом.

С помощью сварочной горелки 1 (фиг.2) зажигают сварочную дугу 2 и направл ют на нее рупорную антенну измер ют мощность СВЧ-излучени дуги - Р

с помощью приемника 4 и

HiM

69064

сравнивают ее с заданной мощностью pj в устройстве дл сравнени и ре1;улировани 5, которое при наличии разности измеренной и заданной

мощности СБЧ-излучени вьщает управл ющий сигнал исполнительному механизму 6 дл поддержани длины дуги 2 в процессе ее перемещени по кромкам соединени в заданных пределах,

0 при этом выполн ют условие: Рц;5„ ГРЗ Пример . Сваривали способом аргонодуговой сварки неплав щимс электродом стыковые соединени листов нержавеющей стали толщиной 1,5 мм

5 на следующем режиме: сварочный ток 50 А, напр жение на дуге 9В, длина дуги 1,5 мм, диаметр вольфрамового электрода 3 мм, скорость сварки 15 м/ч. При сварке измер ли мощность

0 СВЧ-излучени с помощью приемника ПК7 на частоте 1,9«10° Гц, при этом заданна величина мощности составила

tn

14-10 Вт. При изменении этой величины мощности излучени в устройстве

5 дл сравнени и регулировани возникал сигнал рассогласовани , в результате воздействи которого на исполнительный механизм последний восстанавливал заданную длину дуги.

0 Результаты сварки образцов оказались удовлетворительными, сварные щвы по всей длине имели одинаковые геометрические размеры и не содержали дефектов.

Использование предложенного способа регулировани процесса дуговой сварки позвол ет пов 1сить качество сварных соединений путем контрол заданной длины сварочной дуги с

д точностью 0,05 мм, уменьшить количество регулирующей аппаратуры и упростить процесс регулировани сварки . I

Claims

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ, при котором измеряют мощность излучения сварочной дуги и сравнивают ее с заданной мощностью и при возникновении разницы величин мощности подают управляющий сигнал исполнительному механизму для поддержания длины дуги в заданных -пределах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования длины сварочной дуги, в качестве регул1фующего параметра используют мощность высокочастотного излучения сварочной дуги, измеря-: емую на частоте (1;6-2,2)*10⁹ Гц.

<е