SU1542728A1 - Способ обеспечени коррел ции параметров режима дуговой сварки с геометрическими параметрами шва - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке, в частности к способам и устройствам обеспечени  коррел ции параметров режима дуговой сварки с геометрическими параметрами шва, и может найти применение при подборе параметров режима дуговой сварки и исследовании условий формировани  сварного шва в зависимости от режима сварки. Цель изобретени  - повышение точности, снижение трудоемкости путем точной прив зки параметров режима сварки к соответствующему сечению сварного шва. При перемещении образца в процессе сварки через равные отрезки времени формируют импульсы, записывают их одновременно с записью параметров режимов сварки в аналоговой форме. Параллельно с аналоговой формой записи в регистрируемые моменты времени производ т запись параметров в цифровой форме. Поперечные темплеты вырезают, ориентиру сь по сформированным отметкам на участках шва со стабильным протеканием процесса, который оцениваетс  по записи параметров в аналоговой форме. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к сварке, а именно к способам изучени  процессов дуговой сварки, и может найти применение в машиностроении при подборе параметров режима дуговой сварки.

Цель изобретени  - повышение точности и снижение трудоемкости исследований путем точной прив зки параметров режима сварки, к соответствующему поперечному сечению сварного шва.

Согласно способу обеспечени  коррел ции параметров режима дуговой сварки с геометрическими параметрами шва, заключающемус  в выполнении сварного шва на перемещаем-ых вдоль направлени  сварки образцах при помощи механизированного привода и сварочной головки с механизированной подачей электродной проволоки, измерении параметров режима сварки и вырезке из сварного шва -поперечных темп- летов, дополнительно ввод т преобразователь перемещений механизированного привода , вырабатывающий импульсы пилообразной формы через равные промежутки времени . Измеренные параметры режима сварки , например сварочный ток и напр жение на дуге, фиксируют одновременно в аналоговой форме и в цифровой форме в дискретные моменты времени, причем запись параметров режима сварки в аналоговой и в цифровой форме производ т на разных носител х информации, а на аналоговую форму записи накладывают импульсы , соответствующие дискретным моментам времени распечатки параметров режима сварки в цифровой форме, и импульсы преобразовател  перемещений механизированного привода

СП

4ь

to J to

00

Кроме того, перед началом выполнени  сварного шва на образце делают отметку, соответствующую положению заостренного конца электродной проволоки при первом импульсе преобразовател  перемещений, а полученный сварной шов размечают, начина  от первой метки с шагом, равным рассто нию, соответствующему периоду срабатывани  преобразовател  перемещени , и по разметке вырезают поперечные темпле- ты. Темплеты вырезают на участках шва со стабильным протеканием процесса, которое оценивают по записи параметров режима в аналоговой форме, а значение параметров режима определ ют по записи их в цифровой форме, причем ширина тем- плетов не превышает рассто ни , соответствующего пути, пройденного приводом за период срабатывани  преобразовател  перемещени .

На фиг. 1 приведен пример записи

на осциллограмме параметров режима

сварки; на фиг. 2 - сварной шов с разметкой под вырезку поперечных темплетов; на фиг. 3 - пример устройства, с no- мощыо которого реализуетс  предложенный способ.

Способ обеспечени  коррел ции параметров режима дуговой сварки с геометрическими параметрами шва состоит в следующем .

На собранных под сварку металлических пластинах - образцах 1 выполн ют сварной шов 2, перемеща  механизированным приводом пластину - образец 1 относительно неподвижной сварочной головки с механизированной подачей электродной проволоки. Одновременно измер ют параметры режима сварки и фиксируют их на ос- циллограмме 3 в аналоговой форме в виде кривых 4 (крива  сварочного тока) и 5 (крива  напр жени ) к в цифровой форме в дискретные моменты времени, которые в виде импульсов 6, соответствующих мо- менту распечатки параметров режима сварки , также фиксируют на осциллограмме 3. Кроме того, механизированный привод оборудуют преобразователем перемещений, который во врем  движени  привода, в том числе в процессе сварки, выраба- тывает импульсы через равные промежутки времени, и фиксируют их на осциллограмме 3 в виде импульсов 7 пилообразной формы.

После завершени  сварки сварной шов 2 или прилегающий к нему участок раз- мечают, нанос  кернение 8 с одним и тем же шагом, соответствующим периоду срабатывани  преобразовател  перемещений, начина  от первой метки 9, соответствующей положению заостренного конца элект- родной проволоки при первом импульсе 10 преобразовател  перемещений. Метку 9 нанос т либо перед началом сварки, либо после завершени  сварки. После размет

0

5

0 5 „ 5

0

ки сварного шва 2 или образца 1 между отпечатками керна провод т линии 11 вырезки , по которым разрезают сварной шов 2 на темплеты, при этом дл  уменьшени  объема исследуемых образцов шов 2 разрезают на участках со стабильным протеканием процесса сварки, определ емых по осциллограмме 3, т. е. по записи параметров режима в аналоговой форме. Значени  параметров режима определ ют по записи их и цифровой форме. Ширина темплетов не превышает рассто ни , соответствующего пути, пройденного приводом за период срабатывани  преобразовател  перемещени . Полученные темплеты маркируют и шлифуют , довод  их толщину до 1-3 мм, с таким расчетом, чтобы сохранить метки керна 8. После травлени  и вы влени  макроструктуры шва 2 определ ют по макрошлифам геометрические параметры сварного шва 2 в локальной зоне и прив зывают к ним значени  параметров режима сварки по осциллограмме 3 под соответствующим импульсом 7 пилообразной формы. Если отклонение параметров режима сварки незначительное, то их значение определ ют по распечатке в цифровой форме под соответствующим импульсом 6. Если требуетс  повышенна  точность, то параметры режима сварки определ ют интерполированием их аналоговой записи между ближайшими импульсами 6, которым соответствуют конкретные цифровые значени  параметров режима сварки.

Устройство (фиг. 3), с помощью которого реализуетс  способ, включает датчики 12 параметров сварочного процесса, сварочную головку 13, механизированный привод 14 дл  перемещени  образца 1 и информационно-измерительную систему. Информационно-измерительна  система содержит коммутатор 15 аналоговых сигналов, измерительный прибор 16, усилитель-согла- сователь 17, устройство 18 сигналов времени, транскриптор 19 и электрическую цифро- печатающую машинку 20. Устройство дополнительно снабжено светолучевым осциллографом 21, отдельным цифровым вольтметром 22 и отметчиком шва. Отметчик шва выполнен на основе фотоэлектрического преобразовател  перемещени  механизированного привода 14, состо щего из оптоэлект- ронной пары 23 с усилителем 24, совмещенным с источником питани  отметчика шва, и планки 25. Оптоэлектронна  пара 23 состоит из электрической лампы накаливани  - источника света и фотодиода - приемника света, которые расположены по разные стороны от планки 25. Оптоэлектронна  пара 23 помещена в жестко установленном на станине сварочной головки 13 корпусе 26 с П-образным пазом. Дл  обеспечени  прохождени  света от источника питани  к приемнику света в стенках

корпуса 26, примыкающих к П-образному пазу, выполнено по одному сквозному отверстию , с продольной осью которого совмещают оптические оси приемника и источника света. Планка 25 размещена с зазо- ром в П-образном пазу корпуса 26, закреплена на механизированном приводе 14 и имеет отверсти  равного диаметра, расположенные на одинаковом рассто нии друг от друга и строго по направлению движени  при- вода 14 (по направлению сварки). Центр каждого отверсти  по планке 25 также совмещен с продольной осью отверсти  в корпусе 26. Датчики 12 параметров сварочного процесса через избиратели пределов свето- лучевого осциллографа 21 соединены одно- временно с соответствующими входами коммутатора 15 аналоговых сигналов и осциллографа 21. Другие два независимых входа осциллографа 21 соединены с выходом усилител  24 фотоэлектрического преобразовател  перемещений и выходом коммутатора 15, синхронизирующим работу транскриптора 19. Выход транскриптора 19 соединен с электрической цифропечатающей машинкой 20. Выход усилител  24 соединен с входом отдельного цифрового вольтмет- ра 22. Диаметры сквозных отверстий в П-образном пазу корпуса 26 равны между собой и не меньше диаметра отверстий на планке 25. Рассто ние между центрами отверстий на планке 25 не меньше суммы диаметра отверстий в П-образном пазу кор- пуса 26 и диаметра отверстий на планке 25.

Перед началом сварки из исходного положени  осуществл ют продольное перемещение механизированного привода 14 с закрепленной на нем пластиной - образцом 1 до по влени  показаний на отдельном циф- ровом вольтметре 22, соединенном с выходом усилител  24, добива сь за счет возвратно-поступательного движени  привода 14 установлени  максимальных показаний на вольтметре 22. В этом положении при- вод 14 затормаживают и включают подачу электродной проволоки из головки 13 без сварочного напр жени , и в месте касани  ее с пластиной - образцом 1 делают поперечную метку 9 на поверхности пластины 1, соответствующую первому максимальному показанию вольтметра 22, а следовательно , совпадению центра первого отверсти  на планке 25 с оптической осью опто- электронной пары 23 отметчика шва. Затем привод 14 возвращают в исходное положение и из него производ т сварку.

Выполн ют сварку на стальной пластине - образце 1, закрепленной на приводе 14, подава  электродную проволоку из сварочной головки 13 и одновременно перемеща  привод 14 вдоль направлени  сварки с посто нной, заранее установленной скоростью. В процессе сварки измер ют основные параметры режима - сварочный ток и напр жение на дуге стрелоч0

5 5 0

5 0 5 0

е

ными приборами, например амперметром и вольтметром, по которым ориентировочно подбирают режим сварки. Параллельно параметры режима сварки фиксируют на светочувствительной бумаге 3 осциллографа 21 в аналоговой форме в виде кривых 4 и 5 и на бумаге в цифровой форме при помощи электрической цифропечатающей м ашин- ки 20, управл емой информационно-измерительной системой. В первом случае параметры режима сварки подаютс  от датчиков 12 на соответствующие осциллограф- ные гальванометры осциллографа 21, а во втором случае - на коммутатор 15 информационно-измерительной системы, который поочередно опрашивает подключенные каналы , по которым поступают измер емые параметры , и вырабатывает импульс «Конец операции, поступающий на устройство 18 сигналов времени, разрешающий прохождение кода времени на вход транскриптора 19, а также вырабатывающий импульс «Синхронизаци , который запускает транскриптор 19. После регистрации текущего времени на цифропечатающей машинке 20 импульс «Синхронизаци  с транскриптора 19 поступает на УСВ 18, при этом запрещаетс  прохождение кода времени на транскриптор 19 и разрешаетс  прохождение кода номера канала и кода информации (измеренные параметры режима сварки ) цифрового измерительного прибора (ЦИП) 16 через УСВ 18 на транскриптор 19. Импульсы «Синхронизаци  с коммутатора 15 запускают ЦИП 16 и транскриптор 19, что обеспечивает измерение входных сигналов и регистрацию результата измерени  вместе с номером соответствующего канала. Все кодовые и управл ющие сигналы между ЦИП 16 и остальной частью системы проход т через усилитель- согласователь 17.

Дл  обеспечени  возможно более быстрой идентификации величины записанных на осциллограмме 3 параметров режима сварки (сварочного тока и напр  жени ) по их форме и прив зки точно измеренных в цифровой форме конкретных значений этих же параметров, зарегистрированных на бумаге на цифропечатающей машинке 20, импульсы «Синхронизаци  также подают на светолучевой осциллограф 21 и они записываютс  на осциллограмме 3 в виде импульсов 6. Кроме того, на осциллограмму 3 вывод т также сигналы оптоэлектронной пары 23 отметчика шва в виде импульсов 7 пилообразной формы, вершина которых указывает на момент совпадени  центра соответствующего отверсти  на планке 25 с оптической осью оптоэлектронной пары 23, размещенной в корпусе 26 с П-образным пазом отметчика шва, и используетс  дл  точной прив зки измеренных параметров режима сварки к локальному участку сваркого шва 2, при этом первый из импульсов 10 соответствует поперечному сечению сварного шва 2 под меткой 9.

Применение предложенного способа позвол ет существенно сократить количество обрабатываемой информации, поскольку вырезают поперечные образцы не из всего сварного шва, а только на участках со стабильным протеканием процесса сварки, что облегчает идентификацию модели геометрических параметров шва от параметров режима сварки и существенно снижает трудоемкость исследований и загрузку металлообрабатывающих станков. Кроме того, по вл етс  возможность сократить расхода металла за счет уменьшени  длины сварного шва, так как предлагаемые способ и устройство предполагают повышение точности результатов исследовани  и построени  математической модели формировани  шва от параметров режима сварки не за счет увеличени  обрабатываемой статистической информации, а за счет точной прив зки конкретных параметров режима к локальному участку шва. Сами параметры режима сварки регистрируютс  с высокой точностью за счет их идентификации по цифровой записи, т е. одновременно отпадает необходимость в тарировке регистрирующих (аналоговых) приборов.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Способ обеспечени  коррел ции параметров режима дуговой сварки с геометричес

   кими параметрами шва, при котором производ т сварку с механизированной подачей электродной проволоки и взаимным перемещением свариваемого образца и сварочной головки вдоль стыка, производ т вырезку из сварного шва поперечных темпле- тов, устанавливают взаимосв зь геометрических параметров шва с режимом сварки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и снижени  трудоемкости исследований путем точной прив зки параметров режима сварки к соответствующему поперечному сечению сварного шва. при перемещении образца через равные отрезки времени формируют импульсы пилообразной фор- мы и записывают их одновременно с записью параметров режима сварки в аналоговой форме причем параллельно с аналоговой формой записи в регистрируемые моменты времени производ т запись параметров режимов сварки в цифровой форме.
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в моменты импульсов на образце делают отметки, соответствующие положению конца электродной проволоки, поперечные

   g темплеты вырезают ориентиру сь по сформированным отметкам на участках шва со стабильным протеканием процесса, который оцениваетс  по записи параметров режима в аналоговой форме, при этом ширина темплетов не превышает рассто ни  меж0 ДУ отметками на образце.

   фиг. 1

   7

   ГО

   L

   сриг.2