SU1260130A1 - Устройство дл автоматического управлени процессом сварки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматизации сварочных процессов, в частности , дл  регулировани  параметров режима сварки стыковых соединений с формированием кори  шва без применени  подкладок. Изобретение позвол ет повысить качество сварного соединени  за счет компенсации отклонени  длины дуги. Сигнал управлени  длиной дуги формируетс  с учетом определени  отклонени  ширины корн  шва и ширины шва от соответствующих заданных значений. 3 ил (Л с О)

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано дл  регулировани  параметров режима сварки стыковых соединений с формированием корн  шва без применени  подкладок.

Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  путем компенсации отклонений длины дуги.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл  автоматического управлени  процессом сварки; на фиг. 2 - сварной шов, сечение (с графической расшифровкой условных обозначений); на фиг. 3 - пример выполнени  узла управлени  током сварки.

Устройство содержит задатчик 1 ширины корн  шва, задатчик 2 ширины шва, предназначенные дл  задани  номинальных значений ширины корн  шва и ширины шва соответственно перед началом сварки, узел 3 измерени  ширины корн  шва, включаюш,ий в себ  датчик ширины корн  шва, например термопару, располагаемый со стороны корн  шва (термопара жестко св зана со сварочной головкой), узел 4 измерени  ширины шва, состо ш,ий из датчика ширины шва (он может быть выполнен аналогичным датчику ширины корн  шва) и механизма креплени  его на срарочной головке, блок 5 сравнени  ширины корн  шва, св занный своими входами с задатчиком 1 ширины корн  шва и узлом измерени  ширины корн  шва, блок 6 сравнени  ширины шва, подключенный к задатчику 2 ширины шва и к узлу 4 измерени  ширины корн  шва, усилитель 7 выходного сигнала рассогласовани  блока 5 сравнени  ширины корн  шва, узел 8 управлени  током сварки, управл ющий источником питани  и измен ющий ток сварки в соответствии с выходным сигналом усилител  7, блок 9 сравне 1и  отклонений, подключенный своими входами к блоку 5 сравнени  ширины корн  шва и к блоку 6 сравнени  ширины шва, вырабатываюилий сигнал изменени  «конусности шва, усилитель 10 выходного сигнала блока сравнени  отклонений, соединенный своим выходом с входом сумматора 11, второй вход которого подключен к задатчику 12 длины дуги, а третий - к датчику 13 длины дуги, выход сумматора 11 соединен с вторым входом узла 8 управлени  током сварки через дополнительный усилитель 14, а также соединен с приводом 15 регулировани  длины дуги.

Узел 8 управлени  током сварки включает в себ  сумматор 16, имеющий три входа, к одному из которых подключен задатчик 17 ширины импульса, к другому - выход усилител  7, к третьему - выход усилител  14, генератор 18 пр моугольных импульсов (ждущий мультивибратор), управл емый по сигналам задатчика 19 ширины паузы и сум- матора 16, а также источник 20 посто нного тока сварки (сварочный выпр митель) и тиристорный коммутатор 21, подключающий

о 0

5

0

5

5

0

сварочную дугу к выходным клеммам источника 20 по сигналам генератора, а также задатчик 17 ширины импульса.

Узел 8 работает следующим образом.

Генератор 18 пр моугольных импульсов формирует сигнал с посто нной шириной паузы и переменной шириной импульса, управл ющий силовым тиристором коммутатора 21 таким, образом, что в сварочной цепи также протекает пульсирующий ток с посто нной шириной паузы и с переменной измен ющейс  шириной импульса.

Сумматор 11  вл етс  аналоговым и имеет три входа и один выход, выходной сигнал сумматора 11 поступает на схему управлени  привода 15 регулировани  длины дуги (на транзисторные ключи, управл ющие реверсивным двигателем посто нного тока.). Датчик 13 длины дуги выполнен в виде датчика амплитудного напр жени  дуги и состоит из последовательно соединенных амплитудного детектора и аналогового блока пам ти.

Устройство работает следующим образом.

Форма шва при сварке пульсирующей дугой при посто нной скорости сварки и амплитуде сварочного тока определ етс  двум  основными параметрами - скважностью импульсов тока и длиной (напр жением ) дуги. Увеличение длины дуги Ig относительно некоторого номинального значени  приводит к увеличению рассредоточенности теплоисточника, увеличению ширины шва и уменьшению ширины корн  шва. В то же врем  при увеличении скважности импульсов тока (уменьшении ширины импульса относительно номинального значени  при посто нной ширине паузы) уменьшаетс  как ширина шва, так и ширина проплавлени .

Таким образом, изменением длины дуги в некоторых пределах относительно заданного значени  можно регулировать «конусность шва (Лбш-АВп), т. е. форму проплавлени , где АБш - отклонение ширины шва, ЛВп - отклонение ширины корн  шва.

Устройство работает следующим образом.

Датчики ширины шва и ширины корн  шва (термопары) узлом 3 и 4 измерени  ширины корн  шва и измерени  ширины шва вырабатывают сигналы, пропорциональные ширине корн  шва и ширине шва соответственно . При наличии отклонени  формы шва от номинальной, устанавливаемой задат- чиками 1 и 2, в блоках 5 и 6 сравнени  по вл ютс  сигналы отклонений соответственно ширины шва (Вшз-Вш) и ширины корн  шва (Виз-Вч). Сигналы отклонени  ширины корн  шва (проплава) ЛВп Вг1з- бп усиливаетс  усилителем 7 и управл ет током сварки так, что отклонение ширины корн  шва (проплава) от заданной величины уменьшаетс .

Например, при увеличении ширины корн  шва (проплава) от заданной вырабатываетс  сигнал на уменьшение тока (уменьшение

ширины импульса тока) и ширина проплава уменьшаетс . Отклонени  ширины шва АВш Вшз-В« и ширины корн  шва (проплава) ДВп Впз-Вп в процессе сварки непрерывно сравниваютс  в блоке 9 сравнени  отклонений . Выходной сигнал блока 9 (АВш-ДВп) через усилитель 10 поступает на сумматор 11,, где суммируетс  с сигналом заданной номинальной длины дуги /дз и подаетс  на привод 15 регулировани  длины дуги, изме- НЯЮШ.ИЙ длину в соответствии с заданием. Например, при увеличении «конусности шва вырабатываетс  сигнал на уменьшение длины дуги, что приводит к более равномерному проплавлению. Узел 8 управлени  током сварки измен ет величину тока в соответствии с сигналами управлени  от усилителей 7 и 14 путем изменени  скважности импульсов тока. При скачкообразных возмущени х длины дуги ввиду ограниченного быстродействи  привода 15 на врем  отработки возмущени  по длине дуги на выходе узла 8 управлени  током сварки по вл етс  выходной сигнал усилител  14, компенсирующий изменение проплавлени . Введение дополнительного входа дл  блока 8 обеспечивает увеличение точности системы автоматического управлени  и, следовательно, позвол ет избежать непроваров или прожогов в процессе регулировани  длины дуги. Таким образом, осуществл етс  принцип комбинированного управлени : регулирование как по отклонению (по сигналу ДВп), так и по возмущению (по сигналу Л/д).

Применение предлагаемого устройства обеспечивает автоматическое поддержание

0

5

0

5

формы проплавлени  в заданных пределах при значительных колебани х длины дуги. При использовании устройства снижаетс  дефектность сварных швов за счет более точной стабилизации проплавлени  и отсутстви  трещин в зоне термического вли ни  шва.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического управлени  процессом сварки, содержащее последовательно соединенные узел измерени  ширины корн  шва, блок сравнени  ширины корн  шва, первый усилитель и узел управ-. лени  током сварки, задатчик ширины корн  шва соединен с вторым входом блока сравнени  корн  шва, выход которого также соединен с первым входом блока сравнени  отклонений, последовательно соединенные узел измерени  ширины шва, блок сравнени  ширины шва, блок сравнени  отклонений и второй усилитель, второй вход блока сравнени  ширины шва соединен с задатчиком ширины шва, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  путем компенсации отклонений длины дуги, в него введены третий усилитель и задатчик длины дуги и последовательно соединенные датчик длины дуги, сумматор и привод регулировани  длины дуги, при этом второй и третий входы сумматора соединены соответственно с выходом второго усилител  и выходом задатчика длины дуги, а выход сумматора также соединен через третий усилитель с вторым входом узла управлени  током сварки.

   г/

   Г

   Т

   .d

   1/8.2

   J