SU1391827A1 - Способ регулировани процесса контактной стыковой сварки оплавлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть .использовано при контактной стыковой сварке оплавлением преимущественно деталей большого сечени . Цель - повышение производительности процесса сварки за счет сокращени  времени перехода к устойчивому оплавлению при возбуждении процесса сварки и при программном повышении скорости подач  перед осадкой. По способу регулировани  до сварк  определ ют посто нную времени сварочной машины dt, т.е. врем  от подачи команды на остановку движущейс  машиш 1 до ее остановки. В процессе сварки по величине сварочного тока и его производной в данный момент времени определ ют ожидаемую величину сварочного тока через врем  t. Если величина ожодаемого сварочного тока равн етс  току, соответствующему экстрему1и1у электрической мощности, то выдают команду на оста--- новку подвижной плиты. При уменьшении величины ожццаемого сварочного тока восстанавливают скорость подачи. При этом на 30-40Z сокращаетс  длительность сварочного процесса. 1 и . с Ф (/} С

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением , преимущественно деталей большого сечени .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности процесса сварки за счет сокращени  времени перехода к устойчивому оплавлению при воз- буждении процесса сварки и при программном повьшении скорости подачи перед осадкой.

На чертеже представлена схема реа- |Лизации предлагаемого способа.

По предлагаемому способу регулировани  выработанный сигнал (Uetip.) имеет вид г,-,

Ue.ip - (It + 5t ) 1)

где k - коэффициент пропорциональности- ,

I(j - действующее значение тока, соответствующее экстремуму электрической мощности; 1 - мгновенное действующее значение сварочного тока в момент

, времени t:

dit

-j- - значение производной сварочного тока по времени в момент времени t; fit - посто нна  времени сварочной

машины.

В том случае, когда выработанный сигнал (и gup) меньше установленного сигнала (Uo), то управление процессом сварки ведут по выработанному сигналу . Если выработанньм сигнал больше или равен установленному, то регулирование ведут по установленному сигналу . Иными словами управл ющий сиг- нал дл  скорости подачи по предлагаемому способу имеет вид

и.

и

jnp

Чир при Uo Uo При Uc 4 Ugbip

(2)

Предлагаемый способ регулировани  позвол ет избежать коротких замыканий и тем самым сократить длительность переходных процессов. Это объ-  сн етс  тем, что при приближении сварочного тока к току короткого замыкани  управление по предлагаемому способу происходит по выработанному сигналу (1), который учитывает врем  dt. Врем  at характеризует инерционность сварочной машины, его определ ют до сварки следующим образом: производ т подачу подвижной плиты сва20

с

ю

15

25

,

5

45

50 55 рочной машины с различными скорост ми перемещени , вход щими в диапазон скоростей, примен емых при .сварке, например 0,2, 0,6 и 1 мм/с, затем выдают команду на остановку и по записи на регистрирующем приборе опреде- л ют врем  между моментом вьщачи команды на остановку и остановкой подвижной плиты. По полученньм результатам определ ют среднее врем  . jit, которое и  вл етс  параметром регулировани  процесса.

Физическа  сущность величины /nt заключаетс  в том, что в течение данного времени команда на снижение скорости не выполн етс  из-за инерционности привода сварочной машины. Сумма

dlt LO Т определ ет ток, который

максимально возможен через врем  at, если не будет происходить снижение скорости подачи. Управл ющий сигнал

равен нулю, когда 1 + ----dt 1,

т.е. команда на остановку подвизкной плиты будет выдана на врем  ut раньше , чем действительный сварочный ток (1) будет равн тьс  I,,. А за врем  /st произойдет остановка подвижной плиты и короткого замыкани , а тем более реверса, наблюдатьс  не будет.

- Производна  тока при выработке сигнала управлени  дает возможность подн ть среднюю скорость подачи за счет того, что при сварочных токах, близких к IQ, но уменьшающихс  по величине , скорость подачи не убьгоает,. При этом происходит более полное использование энергетических показате-; лей сварочной машины с учетом ее инерционных свойств, сокращаетс  врем  перехода у. устойчивому оплавлению при возбуждении процесса оплавлени  и при программном повьш1ении скорости перед осадкой.

При управлении по предлагаемому способу, примен емому преимущественно дл  больших сечений, не происходит повьш1ени  скорости вьше заданного программой уровн . Это объ сн етс  тем, что при сварке больших сечений оптимальную зону разогрева получают при скорост х подачи 0,15 и 0,25 мм/с, применение более высоких скоростей нецелесообразно, так как приводит к недостаточной зоне разогрева и ухудшению качества сварного соединени .

cfU Дл  вычислени  выражени  J- + ТГ

X 4t применен дифференциатор-усилитель , выходной сигнал которого опре- j дел етс  выражением ...

и

8(1Х

-(, + RC-l-),

здесь Ui, соответствует 1, RC - at, а R Rl и поэтому выходной сигнал определ етс  как

UBMX -().

Вместе с заданным значением тока о uw подаетс  на сумматор, на вы ходе которого получаетс  требуема  функциональна  зависимость.

Дальнейшее преобразование сигнала происходит в соответствии с предлагаемым алгоритмом следующим образом.

Сигнал и(1о), соответствующий току 1в, поступает на 1-й вход сумматора- , собранного на операционном усилителе , на второй вход которого поступает преобразованный сигнал, соответ ствук ций текущему значению тока I.

„ dit

и его производной т--, с выхода сумматора разность этих сигналов поступает на 1-й вход компаратора U j, , на 2-й вход которого поступает заданное значение Ue, причем, если Ug 7 Ujbij, , то сигнал на выходе компаратора имеет высокий потенциал; коммутатор К1 закрыт, но на выходе инвер- тора D1 сигнал имеет низкий уровень, поэтому открыт коммутатор К2 и упр Ugyp .

Наоборот, если U U 5,р открываетс  коммутатор К1, закрываетс  ком- мутатор К2

Uvnp Uo.

Контроль за реализацией данного способа возможен при помощи приборов регистр1фующих сварочный ток и пере- мещение подвижной плиты. По анализу полученных диаграмм можно судить об устойчивости оплавлени  (отсутствии коротких замыканий), времени выхода на заданную скорость оплавлени .

Примером применени  предлагаемого способа может служить сварка рельсов Р-65 непрерывным оплавлением. При сварке по известному способу в течение времени t 60 с оплавление ве дут на повышенном напр жении дл  возбуждени  устойчивого процесса, затем напр жение снижают и ведут процесс оплавлени  дл  обеспечени  нужной зоj

0

5

0

5

О с

О

45 CQ

г

ны разогрева t 115 с. При достижении нужной зоны разогрева производ т повышение скорости в течение t3 Юс. Суммарное врем  сварки составл ет tee., с.

Claims (1)

1. Управление процессом по предлагаемому способу дает возможность в данном случае сократить врем  переходных процессов (возбуждение устойчивого процесса оплавлени , повышение скорости перед осадкой) на 30%, т.е. врем , необходимое дл  возбуждени  устойчивого оплавлени  t 42 с, врем , необходимое дл  обеспечени  нужной зоны разогрева, не измен етс  t 115 с. Повьппение скорости оплавлени  перед осадкой за счет полного использовани  энергетических показателей машины снижаетс  до tj 7 с. Общее врем  сварки по предлагаемому способу управлени  t д 164 с, что позвол ет повысить производительность процесса сварки. Формула из о.б р е т е н и  

   Способ регулирован11  процесса контактной стыковой сварки оплавлением, при котором скорость подачи подвижной плиты измен ют по заданной пр ограмме, скорость подачи подвижной плиты перед остановом снижают пропорционально приросту тока оплавлени , остановку подвижной плиты производ т при токах

   оплавлени , соответствующих экстремуму электрической мощности, вьздел - емой в стыке, а по мере снижени  тока оплавлени  при переходе к останову заданную скорость восстанавливают, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, процесса сварки за счет сокращени  времени перехода к устойчивому оплавлению при возбуждении процесса сварки и при программном повьшении скорости подачи перед осадкой, до начала процесса сварки измер ют посто нную времени машины /t, равную промежутку времени от подачи команды на останов подвижной плиты до ее останова, а в процессе сварки измер ют величину тока оплавлени  и его производную в данный момент времени, по которым определ ют ожидаемую величину тока оплавлени  через врем  at, прргчем, если ожидаема  величина тока оплавлени  равн етс  току оплавлени , соответствующему экстремуму электрической мощности, то вьщают команду на останов подвижной плиты.

   (/do)

   Ri