SU1599165A1

SU1599165A1 - Имитатор сварочной дуги дл настройки и исследовани дуговых датчиков

Info

Publication number: SU1599165A1
Application number: SU874258610A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Габрусенок
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1990-10-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматизации сварочных процессов и предназначено дл разработки и исследовани систем автоматического наведени электрода на стык с использованием дуги в качестве чувствительного элемента. Цель изобретени - повышение точности имитации сварочной дуги при исследовании систем автоматического наведени электрода на линию шва. Имитатор включает в себ сменное сопло, устанавливаемое в сварочную горелку, в котором формируетс стру электропроводной жидкости заданных геометрических параметров, направленна к поверхности издели . Жидкость заливаетс в сосуд, из которого под давлением поршн подаетс по шлангу в сопло. Блок корректировки выходного сигнала, в котором происходит коррекци выходной функции имитатора и термокомпенсации с помощью полупроводникового терморезистора, содержит измерительный мост переменного тока, в одно плечо которого включен терморезистор, а в другое - электросопротивление струи электропроводной жидкости. Устройство позвол ет удешевить методику настройки, сократить врем и точность исследовани систем слежени за сыком путем исключени помех от дуги и исключени потерь электроэнергии и материалов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано при разработке и исследовани х систем автоматического наведени электрода на линию стыка с использованием сварочной дуги в качестве информацион:юго параметра.

Цель изобретени - упрощение методики применени имитатора и повышение точности имитации сварочной дуги при настройке и исследовани х систем

автоматического наведени электрода на линию шва.

На фиго изображено схематически устройство имитатора сварочной дуги; на фиг.2 - электрическа схема блока корректировки выходного сигнала имитатора; на фиг.З - зависимости сварочного тока и выходного сигнала имитатора от длины дуги и длины струи электролита; на фиг.4 - кривые изменени сварочного тока и вь ходного

сигнала имитатора при сварке и имитации сварки с колебани ми горелки поперек стыка при включенной системе автоматического наведени электрода на линию шва.

Имитатор включает сцепное сопло 1, устанавливаемое в сварочную горелку 2, в котором формируетс стру 3 заданных геометрических параметров направленна к поверхности издели 4, сосуд 5 с электролитом, из которого под давлением поршн 6 электролит подаетс по шлангу 7 в сопло 1, блок 8 коррекции выходного сигнала, в котором происходит коррекци выходной функции имитатора и термокомпенсаци с помощью полупроводникового терморезистора 9 о

Формирование выходного сигнала имитатора осуществл етс в блоке 8 коррекции выходного сигнала, схема которого приведена на фиг.2. На первом 10, втором 11 резисторах и терморезисторе 9 выполнен делитель напр жени , средн точка которого нагружена на последовательно соединенные между струю электролита 3, резистор 12 коррекции и резистор 13 выходного сигнала. Питание блока осуществл ют от трансформатора 14, а выпр мление выходного сигнала имитатора , снимаемого с резистора 13, выполн ет диодный мост 15. Терморезистор 9 служит дл контрол температуры электролита на выходе струи из сопла и включен в схему с целью компенсации изменени электропроводности электролита с изменением его температуры. Второй резистор 11 предназначен дл коррекции температурного коэффициента терморезистора 9 и приведени его к температурному коэффициенту электролита.

Резистор 12 коррекции осуществл ет коррекцию выходного сигнала имитатора, измен линейный закон зависимости электрического сопротивлени струи от ее длины и согласовани его с нелинейным законом изменени сварочного тока от длины дуги.

Характер зависимости сопротивлени Струи от ее длины определ етс не только концентрацией раствора, но и площадью сечени струи. Кроме того, важнейшим условием функционировани струи, как резистивного элемента, вл етс ее непрерывность.

0

5

0

5

Из гидродинамики известно, что длина непрерывного участка струи определ етс ее диаметром и скоростью истечени (давлением ), а также физи- ч ескими характеристиками данной жидкости .

В таблице приведены полученные экспериментально данные по длине непрерывной струи водного раствора NaCl при концентрации С 10-20% в зависимости от ее диаметра и давлени жидкости. Из приведенных в таблице данных диацетр струи имитатора устанавливают в .пределах. D 0,5 - 0,6 мм при давлении электролита на выходе струи Р 0,1-1,0 кг/см в зависимости от режима сварки„

Имитатор дуги работает следующим образом.

Сопло 1, установленное в штатную горелку вместо токоподвода, описывает вместе с горелкой запрограммированную траекторию движени сварочного электрода. При перемещении (сканировании ) горелки поперек линии шва с амплитудой W измен етс (фиг.1) длина струи L. При этом мен етс электрическое сопротивление струи в зависимости от ее длины по линейному закону. В представленном на фиг.1 случае длина струи в левом крайнем положении больше, чем в правом, т.е. что то же самое КдЖ (электрическое сопротивление струи в левом положении больше, чем в правом)

При изменении электрического сопротивлени (длины) струи мен етс ток, протекающий через резистор 13 выходного сигнала. Следовательно, мен етс значение выходного сигнала имитатора, который получают выпр м- I лением напр жени , снимаемого с резистора 13 выходного сигнала.

Таким образом, при увеличении 5 сопротивлени струи (увеличении длины струи) уменьшаетс ток, протекающий через резистор 13 выходного сигнала , и следовательно, уменьшаетс значение выходного напр жени имитатора .,

При изменений температуры жидкости и соответственно температуры расположенного в сопле терморезистора 9 мен етс их электрическое сопротивление . Так, с увеллчением Температуры сопротивлени струи и терморезистора уменьшаютс . При этом уменьшение сопротивлен и терморезистора

0

5

0

5

приводит к снижению напр жени , снимаемого со средней точки делител , благодар чему уменьшение сопротивлени струи с увеличением температуры жидкости не вызывает изменени тока, протекающего через резистор 13 выходного сигнала и, следовательно , изменени уровн выходного сигнала имитатора.

Изменение формы выходной функции имитатора и приведение ее к форме зависимости сварочного тока от длины дуги осуществл ют изменением ноьм- нала резистора 12 коррекции.

На фиг.З крива 16 изображает зависимость сварочного тока от длины дуги, кривые 17, 18 - зависимости выходного сигнала имитатора от длины струи при различных номиналах резистора 12 коррекции (RI2.j R1 и различных значени х напр жени питани

блока a;,,,t n«r.T«)Крива 1 получена экспериментальн при сварке электродной проволокой диаметром 1,2 мм в среде защитного газа аргона при напр жении сварки Up 30 В источником с жесткой внешней характеристикой при скорости сварки 10 мм/с. При других услови х сварки зависимость тока от длины дуги может отличатьс от кривой 16. В этом случае выходную характеристику имитатора привод т к требуемой: подбором номинала резистора 12 коррекции измен ют кривизну графика, изменением концентрации электролита или диаметра струи измен ют угол наклона графика, изменением напр жени пил-анн блока измен ют уровень сигнала Таким образом, после настройки устройства на имитацию дуги определенного сварочного процесса при изменении длины струи мен етс уровень выходного сигнала имитатора по заказу, соответствующему закону изменени сварочного тока от длины дуги.

При этом уровень выходного сигнала имитатора равен уровню сигнала, снимаемого с датчика тока при сварке реального издели . Полученный таким образом сигнал соответствует сигналу снимаемому с датчика тока при сварке по всем параметрам, кроме фонового тока дуги, который при необходимости может быть записан на магнитофонную ленту и введен в схему имитатора . На фиг. 4 крива 19 изображает

0

5

0

5

0

5

0

5

0

колебание электрода поперек линии шва, крива 20 - нацр жение сигнала, сн того с датчика тока при сварке с колебани ми электрода, крива 21 - напр жение сигнала выхода имитатора при имитации сварки с колебани ми электрода. В приведенном на фиг,4 случае сигналы с датчика сварочного тока и выхода имитатора сн ты после низкочастотного фильтра, установленного на входе исследуемой системы автоматического наведени электрода на линию швао Сварка и имитаци проводились при включенной системе автоматического наведени на одном и том же угловом соединении, смещенном относительно программной пр молинейной траектории на величину 100 мм/м. Крива 20 соответствует сварке на режиме, установленном при получении кривой 16. Частота колебаний электрода поперек линии шва составл ет 2 Гц.-, амплитуда колебаний 5 мм. Крива 21 соответствует процессу имитации дуги струей хлористого натри диаметром D 0,6 мм, концентрацией С 15% при давлении электролита на выходе из сопла Р 1,0 кг/см . При этом получена точность имитации сварочного процесса 5%.

Таким образом, имитатор дуги мо- жет вл тьс с точки зрени поставленной задачи эквивалентом дуги как по электрическим, так и геометрическим параметрам, что позволит путем замены токоподвода сварочной горелки соплом решить задачу имитации дуги, не наруша режима работы исследуемой систе.

Claims

Использование изобретени гозво- лит по сравнению с базовым объектом обеспечить экономию металла, расходуемого на свариваемые образцы, электродной проволоки, защитного га- за, электроэнергии, а также экономию средств, затрачиваемых на установку и эксплуатацию систем дымоотсоса. Формулаизобретени

I. Имитатор сварочной дуги дл настройки и исследовани дуговых датчиков , содержащий электрический эле- мент, имитирующий электрическое сопротивление дуги, отличающий- с тем, что, с целью упрощени эксплуатации имитатора и повьш1ени точности имитации сварочной дуги при

настройке и исследовании систем автоматического наведени электрода на линию, он снабжен соплом дл подачи струи электропроводной жидкости, трансформатором, первым и вторым резисторами , терморезистором, резистором коррекции, резистором выходного сигнала и выпр мительным мостом, причем выход трансформатора через первый резистор нагружен на две параллельные цепи, одна из которых содержит последовательно включенные второй резистор и терморезистор, а друга - последовательно соединенные струю электропроводной жидкости, ре- ,зистор коррекции и резистор выходного

сигнала, параллельно которому подключен выпр мительный мост, электрический элемент, имитирующий электрическое сопротивление дуги, выполнен в виде струи электропроводной жидкости переменной длины, направленной от токоподвода сварочной горелки к поверхности свариваемого издели , а терморезистор установлен в сопле дл подачи струи электропроводной жидкости .
2. Имитатор по п.1, о т л и - чающийс тем, что в качестве электропроводной жидкости применен 10-20%-ный водный раствор хлористого натри .

Фиг. 1

м

1И и.б

300 30

200-20

т-10

10 15 20 25 30

fPLl2.3

о

74 л//

Щиг2

и1J.

i,MM

и.тВ 2В

20 15 W

s

0.5

ФигЛ

го f,c