SU1542730A1 - Устройство автоматического управлени положением сварочной головки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации сварочных процессов, в частности к электродуговой сварке угловых и разделанных швов. Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени . Устройство содержит датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр нижних частот, привод поперечной коррекции сварочной головки, колебатель и датчик направлени  отклонени  дуги. Дополнительно в устройство введены датчик величины сварочного напр жени , второй полосовой фильтр, инвертор, масштабирующий блок и сумматор. Формирование сигнала управлени  как по току, так и по напр жению повышает достоверность сигнала и помехозащищенность, а также независимость от характеристик источника питани . 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматизации сварочных процессов, именно к устройствам автоматического наведени  электрода на стык свариваемых кромок с использованием дуги в качестве датчика при электродуговой сварке угловых и разделанных швов, и может найти применение в машиностроительной , судостроительной и других отрасл х народного хоз йства.

Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  путем повышени  достоверности информации о положении сварочной головки .относительно стыка.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предложенного устройства; на фиг. 2 -- гармонические составл ющие сварочного тока и напр жени  при различных характеристиках источника питани  (а - жестка , б - пологопадающа , в - крутопадающа , г - м гка ).

Устройство содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2 в цепи сварочной дуги, первый полосовой

фильтр 3, подключенный к датчику 1 величины сварочного тока, источник 4 питани  сварочной дуги, к которому подключены последовательно соединенные датчик 5 величины сварочного напр жени , второй полосовой фильтр 6, инвертор 7 и масштабирующий блок 8, выход масштабирующего блока 8 подключен к второму входу сумматора 9, первый вход которого подключен к выходу первого полосового фильтра 3, а выход - к первому входу синхронного детектора 10, колебатель 11 и датчик 12 направлени  отклонени  дуги, выход которого подключен к второму входу синхронного детектора 10, выход синхронного детектора 10 через фильтр 13 низкой частоты и усилитель 14 подключен к приводу 15 поперечной коррекции сварочной головки.

Устройство работает следующим образом Колебатель 11 дуги работает непрерывно . Поперечные колебани  привод т при сварке хгловых и разделенных стыков к модул ции сварочного тока и напр жени  В

сд

-U

го

оо

них по вл ютс  гармонические составл ющие на частоте колебаний электрода, причем амплитуда гармонических составл ющих пропорциональна величине отклонени  головки от стыка, а фаза зависит от направлени  отклонени . Кроме того, амплитуда гармонических составл ющих зависит от характеристик источника питани . При жесткой характеристике (фиг. 2 а) модулируетс  в основном сварочный ток, а напр жение не измен етс  под действием колебаний дуги , при м гкой характеристике (фиг. 2 г), наоборот, модулируетс  напр жение при посто нном сварочном токе. В случа х поло- гопадающей (фиг. 2 б) и крутопадающей (фиг. 2 в) характеристик модулируетс  как сварочный ток, так и напр жение. Гармонические составл ющие сварочного тока и напр жени  выдел ютс  первым 3 и вторым 6 полосовыми фильтрами. В св зи с тем, что гармонические составл ющие тока и напр жени  наход тс  в противофазе, производитс  инвертирование гармоники напр жени  инвертором 7. Согласование уровней гармонических составл ющих тока и напр жени  в зависимости от характеристики источника 4 питани  осуществл етс  выбором величины коэффициента передачи масштабирующего блока 8. В результате на выходе сумматора 9 формируетс  гармонический сигнал, представл ющий собой сумму гармонических составл ющих тока и напр жени . Последний выпр мл етс  с учетом фазы синхронным детектором 10, фильтруетс  фильтром 13 низкой частоты, усиливаетс  усилителем 14 и подаетс  на привод 15 поперечной коррекции сварочной головки, который совмещает положение головки с осью свариваемых кромок.

Формирование сигнала управлени  как по току, так и по напр жению позвол ет повысить его достоверность и помехозащищенность . Так, использование сварочного тока в случае, изображенном на фиг. 2 г, не позвол ет выделить достоверный сигнал о положении головки, следовательно, не обеспечивает наведение электрода на стык и получение качественного шва. В случае, изображенном на фиг. 2 а, невозможно организовать управление по сварочному напр жению . В других случа х (фиг. 2 б и в) возможно применение дл  управлени  как сварочного тока, так и напр жени , однако наибольший эффект можно получить только при совместном их использовании, что обеспечивает наибольшую достоверность сигнала коррекции, а следовательно, точность наведени  головки на стык и качество шва. Кроме того, устройство позвол ет исключить зависимость сигнала управлени  положением сварочной головки (сигнал на вы- ходе фильтра 13 низкой частоты) от параметров сварочного процесса. Так, в известном устройстве изменение режима сварки (скорость подачи проволоки, скорость сварки и т. д.) привод т из-за перемещени 

0 рабочей точки на характеристике источника питани  к изменению уровн  сигнала управлени  за счет изменени  амплитуды гармоники тока при одном и том же отклонении головки от стыка, что приводит к

с нарушению режима слежени  по стыку и к снижению качества шва. В устройстве перемещение рабочей точки также приводит к изменению амплитуды гармоники тока, но при этом измен етс  и амплитуда гармоники напр жени . В результате происхо0 дит взаимна  компенсаци  и сигнал управлени  не зависит от изменени  параметров процесса сварки, а отражает только положение сварочной головки относительно стыка. Режим слежени  при этом не нарушаетс  и происходит качественное формирование шва. Учитыва , что процесс сварки весьма подвержен вли нию различных возмущений, данна  особенность устройства  вл етс  важным условием получени  прочного соединени .

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство автоматического управлени  положением сварочной головки, содержащее подключенный к шунту датчик сварочного

   5 тока, выходом подключенный к входу первого полосового фильтра, последовательно соединенные синхронный детектор, фильтр нижних частот, усилитель и привод поперечной коррекции сварочной головки, а также колебатель и датчик направлени  отклонени  дуги, выход которого подключен к первому входу синхронного детектора, и источник питани  дуги, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени , в него введены последователь5 но соединенные датчик сварочного напр жени , второй полосовой фильтр, инвертор, масштабирующий блок и сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, а выход - с вторым входом синхронного детектора, датчик сва0 рочного напр жени  подключен к источнику питани  дуги.

   и

   и

   а

   L

   г г

   //„

   z