SU1187940A1 - Способ формировани ширины шва и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ формировани  ширины шва, при котором дуге сообщают колебательные перемещени  поперек стыка , в процессе колебани  измер ют сварочный ток, из которого выдел ют параметр, характеризуюпщй амплитуду колебаний, сравнивают его . с эталонным, результат сравнени  ис ользуют дл  управлени  амплитудой поперечных колебаний дуги, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества сварных соединений путем равномерного заполнени  стыка при сварке швов с переменной разделкой , в качестве параметра,характеризующего амплитуду колебаний, исполь зуют гармоническую составл ющую тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги. 2. Устройство формировани  ширины шва, содержащее датчик величины сварочного тока, подключенный через усилитель к входу частотного фильтра, датчик положени  дуги, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, регул тор амплитуды колебани  электрода, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  качества сварных соединений путем равномерного заполнени  стыка при сварке швов с переменной разделкой, оно дополнительно содержит второй частотный фильтр, выпр митель, схему сравнени , сумматор, синхронный детектор и сглаживающий фильтр, причем первый частотный фильтр настроен на частоту С колебани  дуги, второй частотный | фильтр - на двойную частоту колебани  дуги, выход первого частотного фильтра через синхронный детектор и сглаживающий фильтр св зан с приводом коррекции сварочной горелки поперек стьжа, выход датчика величины сварочного тока через второй частотньй фильтр, вьтр митель, схему сравнени  св зан с регул тором амплитуды колебани  электрода и через сумматор по первому входу - с приводом подачи сварочной горелки вдоль стыка, причем второй вход сумматора св  зан с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, а выход датчика положени  дуги - с управл ющим вхо дом синхронного детектора.

Description

1

Изобретение относитс  к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматическому направлению электрода по стыку с использованием дуги в качестве датчика положени  горелки относительно стыка при электродуговой сварке угловых и разделанных швов с колебани ми электрода поперек стыка, и может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других отрасл х промышленности .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного соеди- нени  путем равномерного заполнени  стьжа при сварке швов с переменной , разделкой.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в качестве параметра, обеспечивающего регулирование амплитуды колебани  электрода, используетс  гармоническа  составл юща  сварочного тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги. При этом ведение горелки по стыку производитс  сигналом гармонической составл ющей сварочного тока на частоте поперечных колебаний дуги.

На фиг. 1 даны графики гармонической составл ющей тока на двойной частоте сканировани  дуги при различных углах разделки свариваемых кромок: а) когда угол разделки равен 90°; б) когда угол разделки больше 90°, в) когда угол разделки меньше 90°, где А - амплитуда сканировани  дуги; AI - скорректированна  амплитуда сканировани  дуги; .1 - текущее и 1 - амплитудное значение второй гармоники; на фиг. 2 - структурна  схема формировани  ширины шва в зависимости от разделки кромок.

Предлагаемый способ состоит в том, что при сварке с поперечным сканированием электрода из сварочного тока вьщел ют гармоническую составл ющую на двойной частоте сканировани  электрода, определ ют ее амплитудное или действующее) значение , сравнивают его с заданным и по разности формируют сигнал управлени  амплитудой сканировани  электрода. Одновременно измен ют скорость сварки таким образом, чтобы скорость перемещени  конца электрода относительно поверхности сва879402

риваемых деталей оставалась посто нной .

Устройство, реализующее данный способ (фиг. 2) , содержит предвари5 тельньп усилитель 1 , вход которого подключен к шунту 2 в цепи сварочного тока, а выход через полосовой фильтр 3 - к сигнальному входу синхронного детектора 4, управл ющий вход которого подсоединен к выходу датчика 5 положени  дуги. Выход синхронного детектора 4 через сглаживающий фильтр 6 и усилитель 7 коррекции соединен с приводом 8

15 коррекции сварочной горелки поперек стыка. Указанные элементы составл ют канал управлени  положением электро .сварочной горелки относительно середины стыка.

20 Канал управлени  амплитудой сканировани  дуги и скоростью сварки содержит полосовой фильтр 9, настроенньш на двойную частоту сканировани  дуги, вход которого подключен к выходу предварительного усилител  , а выход - к выпр мителю 10. Выход выпр мител  10 подсоединен к одному из входов схемы 11 сравнени , на второй вход которой подан опорQ ный сигнал UQ, выход схемы 11 сравнени  через усилитель 12 амплитудь подключен к регул тору 13 амплитуды колебани  электрода и к входу сумматора 14, выход которого соединен с приводом 15 подачи сварочной горелки вдоль стыка. Второй вход сумматора 14 соединен с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки Up.

0 Устройство работает следующим образом .

В случае, когда среднее положение колеблющейс  дуги (электрода смещено от середины стыка на величи5 .ну амплитуды колебани , при движении электрода к кромке шва ток увеличиваетс , а при удалении от нее уменьшаетс , но так как электрод не пересекает середину стыка, повтор0 ное увеличение тока отсутствует, и частота гармонической составл ющей тока дуги оказываетс  равной частоте вынутеденных колебаний дуги. Если среднее положение дуги совпада5 ет с серединой стыка, то за каждый полупериод качани  ток дуги увели- чиваетс  при подходе к кромке и уменьшаетс  при удалении от нее до

3

середины стыка, после чего электрод начинает приближатьс  к другой кромке , и ток снова начинает увеличиватьс  - в нем возникает гармоническа  составл юща  с двойной частотой вынужденных колебаний дуги, а гармоническа  составл юща  на частоте вьшузкденных колебаний дуги отсутств1ет . Во Ъсех промежуточных случа х присутствуют обе гармонические составл пощие с различным соотношением их амплитуд.

Таким образом, при смещении оси относительно стыка в сварочном токе по вл етс  гармоническа  составл юща  на частоте сканировани  дуги , котора  вьщел етс  полосовым фильтром 3, детектируетс  синхронным детектором 4, затем сглаживаетс  фильтром 6, усиливаетс  усилителем 7 коррекции и поступает на привод 8 перемещени  электросварочной горелки поперек стыка, который совмещает электросварочную горелку с серединой стьжа.

При движении электросварочной горелки вдоль стыка ток дуги содержит гармоническую составл ющую на двойной частоте сканировани , котора  вьщел етс  полосовым фильтром 9. Если ширина разделки мен етс  по длине стыка, то соответственно мен етс  амплитуда этой гармоники . Сигнал с выхода полосового фильтра 9 через вьтр митель 10 по879404

ступает на первый вход схемы 11 сравнени , на второй вход которой подаетс  опорный сигнал, соответствующий заданному значению тока 5 второй гармоники. По разности заданного и текущего значений амплитуды второй гармоники на выходе схемы II сравнени  формируетс  сигнал управлени  амплитудой колебаний,

0 который через усилитель 12 подаетс  на привод I5 управлени  амплитудой сканировани . Одновременно сигнал с в{,1хода усилител  12 подаетс  через сумматор I4 на управление приводом 15 подачи горелки вдоль стыка . Начальна  скорость подачи электросварочной горелки вдоль стыка задаетс  опорным напр жением Uj,j, приложенным к второму входу сумматора 14.

Использование гармонической составл ющей сварочного тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги, сравнение ее амплитуды с эа5 данной величиной и использование полученного сигнала дл  управлени  амплитудой колебаний электрода позвол ет по сравнению с прототипом повысить качество сварного соединени  путем повьщгени  достоверности информации о ширине разделки свариваемых кромок, а также получать более равномерное заполнение стыка металлом электрода при сварке швов с переменной разделкой.

утч / Х

:7 im ХУ

/

4-

фиг. 2

Claims (2)

1. Способ формирования ширины шва, при котором дуге сообщают колебательные перемещения поперек стыка, в процессе колебания измеряют сварочный ток, из которого выделяют параметр, характеризующий амплитуду колебаний, сравнивают его .

с эталонным, результат сравнения используют для управления амплитудой поперечных колебаний дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой, в качестве параметра,характеризующего амплитуду колебаний, используют гармоническую составляющую тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги.

2. Устройство формирования ширины шва, содержащее датчик величины сварочного тока, подключенный через усилитель к входу частотного фильтра, датчик положения дуги, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, регулятор амплитуды колебания электрода, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой, оно дополнительно содержит второй частотный фильтр, выпрямитель, схему сравнения , сумматор, синхронный детектор и сглаживающий фильтр, причем первый частотный фильтр настроен на частоту колебания дуги, второй частотный фильтр - на двойную частоту колебания дуги, выход первого частотного фильтра через синхронный детектор и сглаживающий фильтр связан с приводом коррекции сварочной горелки поперек стыка, выход датчика величины сварочного тока через второй частотный фильтр, выпрямитель, схему сравнения связан с регулятором амплитуды колебания электрода и через сумматор по первому входу - с приводом подачи сварочной горелки вдоль стыка, причем второй вход сумматора' связан с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, а выход датчика положения дуги - с управляющим вхо* дом синхронного детектора.