SU1676765A1

SU1676765A1 - Способ регулировани процесса импульсной сварки и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1676765A1
Application number: SU894734483A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Сидоров; Сергей Мартиянович Абросимов
Original assignee: Тольяттинский политехнический институт
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к сварке импульсной дугой, и может быть использовано преимущественно при сварке неплав щимс электродом в среде защитных газов. Цель изобретени - повышение качества сварки Стабилизаци проплава при импульсной сварке осуществл ют корректировкой только одного параметра режима-времени импульса сварочного тока. Врем импульса корректируетс в зависимости от результатов сравнени измеренных параметров с заданными значени ми и с учетом вида зависимостей времени импульса от этих параметров при посто нной ширине шва. Число контролируемых параметров не ограничено, Устройство содержит источник сварочного тока, в сварочную цепь которого включен силовой ключ, сварочную горелку, датчики параметров режима сварки, узлы сравнени контролируемых параметров с заданными значени ми, св занные через усилители рассогласовани с сумматором, который через интегратор и компаратор подключен к управл ющему входу силового ключа. Дл задани времени паузы имеетс задатчик, который выходом св зан с входом сброса интегратора и выходом - с выходом компаратора. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. « Ј

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к сварке импульсной дугой, и может быть использовано преимущественно при сварке неплав щимс электродом в среде защитных газов.

Цель изобретени - повышение качества импульсной сварки за счет учета большего числа параметров, вли ющих на процесс сварки при одновременном упрощении оборудовани и повышении его надежности.

На фиг. 1а представлена зависимость времени импульса (крива 1) от величины тока в импульсе из услови получени посто нной ширины шва, (пр ма 2 представл ет собой производную сйимо/о в рабочей

точке заданного тока в импульсе); на фиг. 16 - зависимость времени импульса от величины скорости сварки (крива 3) при посто нной ширине шва (пр ма 4 представл ет собой производную аЧимп/dVcB в рабочей точке заданной скорости сварки, аналогичные зависимости определ ютс дл всех учитываемых параметров сварки); на фиг. 2 - функциональна схема устройства дл осуществлени способа; на фиг. 3 - формы выходных сигналов (на фиг. За - выходное напр жение 1-го датчика; на фиг. 36 - выходное напр жение после усилител ; на фиг. 3 в - выходное напр жение сумматора; на фиг. Зг - выходное напр жение интегратора; на

ON VJ

О V| О (Л

фиг, Зд - выходное напр жение компаратора ).

Сущность способа заключаетс в том, что стабилизацию проплава при импульсной сварке осуществл ют не стабилизацией р да измен ющихс параметров процесса, а корректировкой только одного параметра режима - времени импульса сварочного тока. Врем импульса корректируетс в зависимости от результатов сравнени измеренных параметров с заданными значени ми и с учетом вида зависимостей времени импульса от этих параметров при посто нной ширине шва (см. фиг. 1а, б). Дл регулировани процесса сварки определ ютс производные к кривым фиг. 1а, б в рабочей точке режима. Численно производна равна тангенсу угла наклона касательной к кривой в рабочей точке.

Аналогично получают регулировочные характеристики дл других параметров, вли ющих на размеры шва (расход плазмо- образующего газа, напр жение на дуге и др.). Число контролируемых параметров не ограничено.

Устройство состоит из источника Т сварочного тока, который через силовой ключ 2, обеспечивающий импульсный режим сварки, подсоединен к сварочной горелке 3. В эту же цель включен датчик 4 тока. Расход защитного газа через сварочную горелку 3 измер етс с помощью датчика 5 расхода. Скорость движени сварочной горелки относительно издели измер етс с помощью датчика 6 скорости, закрепленного на сварочной горелке 3. Напр жение на дуге замер етс между электродом сварочной горелки 3 и изделием с помощью датчика 7 напр жени на дуге.

Датчики контролируемых величин соединены с узлами 8, 9, 10, 11 сравнени , на вторые входы которых подаютс заданные значени сигналов 11эад.1-изад. л. Выходы узлов 8-11 сравнени соединены с усилител ми 12, 13, 14, 15 сигналов рассогласовани , коэффициенты усилени которых по знаку и величине равны производной к кривой зависимости времени импульса от данного контролируемого параметра в рабочей точке. Сигналы с усилителей 12-15 подаютс на сумматор 16, выход которого 16 соединен со входом интегратора 17. Выход интегратора 17 соединен со входом компаратора 18, где происходит сравнение выходного сигнала интегратора 17 с посто нным фиксированным уровнем срабатывани компаратора 18. Выход компаратора 18 соединен с управл ющим входом силового ключа 2 и входом задатчика 19 времени паузы , Врем паузы определ етс напр жением иэвд.б. Выход задатчика 19 времени паузы соединен со входом сброса интегратора 17. После сброса сигнал на выходе интегратора 17 равен нулю, а сигнал на выходе

компаратора 18 становитс равным логической единице. При этом включаетс силовой ключ 2. При превышении сигнала на выходе интегратора 17 уровн срабатывани компаратора 18 сигнал на выходе компаратора

0 18 становитс равным нулю. При этом выключаетс силовой ключ 2 и выключаетс задатчик 19 времени паузы.

Способ осуществл ют следующим образом .

5 До сварки устанавливают Узад., соответствующее номинальному напр жению на дуге в импульсе: иэад.2 - напр жение, соответствующее сигналу с датчика тока при номинальном рабочем токе; изад.з - на0 пр жение, соответствующее технологически необходимой скорости сварки; Кзад.4 - напр жение, соответствующее номинальному расходу газа; и3ад.5 - напр жение, соответствующее номинальному времени

5 импульса; 1)зад.б - напр жение, соответствующее номинальному времени паузы.

В соответствии с вли нием каждого параметра на ширину шва задают коэффициент усилени усилителей 12-15 по знаку и

0 величине равные производной и кривой зависимости времени импульса отданного параметра в рабочей точке (см. фиг, 1а, б).

По окончании выдержки времени паузы на выходе задатчика 19 времени паузы по5 вл етс сигнал, осуществл ющий сброс интегратора 17, сигнал на выходе интегратора 17 становитс равным нулю, сигнал на выходе компаратора 18 также становитс равным единице, поэтому включаетс сило0 вой ключ 2 и подает питание от источника 1 сварочного тока к горелке 3 и изделию. Начинаетс импульс сварочного тока. Его длительность задаетс напр жением Кзад.5. которое через сумматора16 поступает на

5 вход интегратора 17. Сигнал с датчика 4 тока (см. фиг. За) поступает на вход узла 9 сравнени , где сравниваетс с заданным напр жением иэад.2, определ ющим рабочий ток. При отличии, тока импульса от заданной ве0 личины на выходе узла 9 сравнени по вл етс сигнал, равный разности сигнала с датчика тока и напр жени задатчика тока Узад. 2. Разностный сигнал усиливаетс усилителем 13 (см. фиг. 36), коэффициент кото5 рого задаетс в соответствии со знаком и величиной производной оЧимп/сЛимп.раб. в рабочей точке (см. фиг. 1а).

. Сигнал с выхода усилител 13 поступает на вход сумматора 16. Аналогично производитс слежение за расходом газа с помощью датчика 5, узла 11 сравнени и усилител 15; за скоростью сварки с помощью датчика 6, узла 10 сравнени , усилител 10, усилител 14, за напр жением на дуге с помощью датчика 7, узла 8 сравнени и уси- 5 лител 12, Количество контролируемых параметров не ограничено. Сигнал с выходов усилителей 12, 14, 15 поступают на входы сумматора 16. При равенстве заданной величине тока импульса, расхода газа, скоро- 10 сти сварки, напр жени на дуге сигналы на выходе усилителей 12-15 равны нулю и не внос т поправки времени импульоа сварочного тока. При отклонении указанных параметров от заданной величины а напр жение 15 иэад.5 вводитс поправке, (см. фиг. Зв), обеспечивающа получение сварочного шва заданной ширины. Напр жение с выхода сумматора подаетс на интегратор 17. Врем , в течение которого напр жение на 20 выходе интегратора 17 нарастает до фик- сированного уровн напр жени срабатывани компаратора 18, обратно пропорционально средней величине входного напр жени (см. фиг. Зг). По достиже- 25 нии напр жени на выходе интегратора 17 фиксированного уровн срабатывани компаратора 18, на выходе компаратора снимаетс напр жение управлени (см. фиг. Зд) и силовой ключ 2 отключает ток импульса. 30 Сигнал с выхода компаратора запускает за- датчик 19 времени паузы По окончании выдержки времени паузы процесс повтор етс .

Способ регулировани процесса им- 35 пульсной сварки и устройство дл его реализации позвол ет упростить процесс стабилизации импульсной сварки за счет уменьшени числа регулируемых параметров до одного - времени импульса свароч- 40 ного тока. Использование этого параметра в качестве регулируемого не требует специальных регулирующих и стабилизирующих устройств дл других технологических параметров - тока, расхода газа, скорости 45 сварки, длины дуги и других, сложных в реализации . Регул торы технологических величин при этом могут быть простыми, ток можно регулировать механическим путем - перемещением обмоток или частей сердеч- 50 ника силового трансформатора, расход можно измен ть при помощи газового редуктора , скорость - при помощи реостата или сменных шестерен или подобными способами , имеющими высокую надежность. 55 При этом повышаетс по сравнению с жестким заданием режимов сварки стабильность размеров сварного соединени , а по сравнению с автоматическим поддержанием заданных режимов на установленном уровне значительно упрощаетс схема регулировани .

Claims

Формула изобретени 1. Способ регулировани процесса импульсной сварки, при котором параметры процесса сварки устанавливают до начала сварки, возбуждают дугу, измер ют параметры , характеризующие сварочный процесс , сравнивают их с заданными значени ми, определ ют величину отклонений измеренных параметров от заданных, отличающийс тем, что, с целью упрощени регулировани процесса сварки путем уменьшени числа регулируемых параметров , во врем импульса определ ют среднюю величину отклонени каждого измер емого параметра к данному моменту времени от заданного значени и длитель- нрсть импульса измен ют на величину, определ емую по формуле

& ё tHMFl

-2, Т

AV

МП

APi,

1° где A Win изменение времени импульса;

d tbiMn -r-p - производна зависимости

0 раб

времени импульса от 1-го параметра по этому параметру в рабочей точке;

A PI - измеренное среднее отклонение 1-го параметра к данному моменту времени от заданной величины в рабочей точке;

п - число учитываемых параметров.
2. Устройство дл регулировани процесса импульсной сварки, содержащее силовой ключ, включенный последовательно в сварочную цепь, датчик тока, датчик расхода газа, датчик скорости сварки, датчик напр жени на дуге, св занные соответственно с узлами сравнени величин контролируемых параметров с заданной величиной, соединенные с усилител ми рассогласовани , отличающеес тем, что в устройство введены последовательно соединенные сумматор, интегратор и компаратор , а также задатчик времени паузы, причем входы сумматора св заны с выходами усилителей рассогласовани , выход компаратора - с управл ющим входом силового ключа, задатчик времени паузы подключен выходом к входу сброса интегратора, а входом - к выходу компаратора.

1

Зцц/ipdjf

ffrf

UtS.foB

UyjjM

IfflJ L

turn.

$US.l

tunn.

Фиг. 2