SU657938A1 - Способ автоматического регулировани процесса высокочастотной сварки - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к сварке и может быть использовано при высокочастотной сварке профилей, труб и металлических кабельных оболочек. .

Известны способы авто.матического регулировани  процесса высокочастотной сварки металлических труб и кабельных оболочек , основанные на использовании широкого снектра интегрального излучени  из очага сварки в качестве управл ющего сигнала дл  изменени  мощности источника питани  (1.

Однако эти способы не нашли широкого применени  из-за наличи  высокого уровн  помех в принимаемом сигнале.

Известен способ автоматического регулировани  процесса высокочаетотной свар ки, при котором воздействуют на мощность источника питани  нагревательного устрой ства в зависимости от гнтегрального потока излучени  из нагретой зоны, фиксируемого. фотодатчиком, при этом ограничивадзт принимаемый сигнал определенным участком спектра Р.

В известном способе с целью повышени  чувствительности к возмущени м из очага нагрева воспринимаемое. излучение огоаничнва етс  по спектру со стороны длинноволнового участка.

Однако этот способ имеет низкую помехоустойчивость при наличии интенсивных помех в коротковолновом участке спектра (искры, дуга при пробо х в промежутке вблизи точки схождени  кромок и т. п.).

Дл  регулировани , например, процесса высокочастотной-сварки труб и кабельных оболочек из алюм-нни  и его сплавов этот способ не может -быть применен, так как при сварке алюминиевых труб и кабельных оболочек происходит интенсивное горение окислов,и соответствующее этому процессу коротковолновое излучение не несет информацию о температуре свариваемых кромок.

5

Из проведенного анализа процесса выcoкoчacтofнoй сварки известно, что информацию о температуре несет инфракрасное излучение при условии подавлени  коротковолновой составл ющей в спектре интегрального потока излучени ; Это повышает пo ;exoзaщищeннocть системы регулировани , однако понижаетс  чувствительчость способа к изменению температуры, так как падает отношение приращени  интенсивности инфракрасного излучени  из зоны сварки к приращению темнературы.

Целью способа автоматического регулировани   вл етс  повышение качества сварного соединени  за счет повышени  помехозащищенности системы регулировани  от случайных возмущений и увеличение чувствительности к изменени м температуры в зоне нагрева.

Это достигаетс  тем, что принимаемый сигнал ограничивают инфракрасным участком спектра, а зону визировани  фотодатчика - пр моугольной площадкой, ширину которой выбирают в соответствии с шириной зоны, с которой излучаетс 80- 90% энергии инфракрасного излучени , а длину ограничивают диапазоном колебаний положени  точки схождени  свариваемых кромок.

Изменение температуры в зоне визировани  приводит к изменепню не только интенсивности инфракрасного излучени , но н к перемещению точки схождении кромок. Следовательно, измен етс  площадь разогретой зоны, с которой воспринимаетс  излучение , что сказываетс  на изменении величины управл ющего сигнала. Таким образом , увеличиваетс  чувствительность способа к отклонению температуры в зоне визировани .

На фиг. 1показана пр моугольна 

площадка визировани  при минимальном удалении точки схождени  кромок от индуктора; на фиг. 2 - то же, при максимальном удалении точки схождени  от индуктора; на фиг. 3 - то же, при средне.м положении точки схождени ; на фиг. 4 -структурна  схе.ма систе.мы авто.матического регулировани  процесса высокочастотной сварки труб и кабельных оболочек, где 1 - пр моугольна  площадка визировани , 2 - точка схождени  кромок, 3 - - кромки, 4 -индуктор .

Если точка схождени  кромок 2 будет находитьс  на минимальном удалении от индуктора 4 (см. фиг. 1) в результате увеличени  температуры выше номинальной, то чувствительность способа к этому из.менению возрастает вследств11е, во-первых, роста интенсивности излучени  с ростом температуры , во-вторых, увеличени  площади, с которой воспринимаетс  излучение.

Данное положение подтверждаетс  фиг. 2, иллюстрирующей максимальное удаление точки схождени  от индуктора 4 в результате понижени  температуры ниже номинальной. В этом случае уменьшаетс  интенсивность излучени  и площадь, с которой воспринимаетс  излучение.

На фиг. 3 показан случай, отпос пшйс  к номинальной температуре, которой соответствует оптимальный режи.м сварки, когда точка схождени  кромок 2 находитс  в среднем положении.

Регулирование процесса высокочастотной сварки производитс  с помощью системы автоматического регулировани  (с.м. фиг. 4), содержащей фотодатчик 5 с задатчиком б эталонной величины температуры, преобразовательный блок 7 дл  обработки сигнала , схему управлени  8 с высоковольтным выпр мителем 9 и ламповый генератор 10, регулирующий высокочастотпое напр жение на индукторе 4.

Работа системы автоматического регулировани  производитс  следующим образом .

Сигнал интегрального потока излучени  подаетс  в фотодатчик 5, снабженный диафрагмой , установленной перед фотоприемником фотодатчика и ограничивающей зону визировани  площадкой 1 и светофильтром, подавл ющим излучение из коротковолновой части спектра.

Ширина OL площадки 1 соответствует ширине, с которой излучаетс  не более 80-

0 90% энергии инфракрасного излучени , а ее длина 8 ограничена диапазоно.м колебаний по;1ожени  точки 2 схождени  свариваемых кромок.

Сигнал интегрального потока инфракрасного излучени  из зоны визировани  1 сравниваетс  в фотодатчике 5 с эталонной величиной задатчика температуры 6. Сигнал рассогласовани  фотодатчика, преобразоваппый до стандартного значени  в блоке 7,

0 подаетс  на схему управлепи  8 высоковольтного выпр мител  9, который через анодные цепи ;1амповс)го генератора 10 регулирует подводи.мую к индуктору 4 .мощность.

При отклонении температуры в зоне визировани  I от эталонного значени  измен етс  положение точки схожде1ш  кромок

2 и иптенснвпость излучени , что приводит к образованию сигнала рассогласовани , который из.меп ет мощность источника питани  индуктора 4, следовательно, и те.мпературу в зоне визировани  до эталонного знац чепи , чтобы сигнал рассогласовани  на выходе фотодатчика 5 стре.милс  к нулю. При этом точка схожде1П1  кромок возвращаетс  в среднее положение, соответствующее оптимальному режиму сварки, что приводит к восстановлению площади разогретой зоны,

котора  необходима дл  получени  качестверпюго сварного соединени .

Предлагаемый способ автоматического регулировани  может быть использован при локальном нагреве, например при сварке

0 РУ кабельных оболочек из алюмини  и его сплавов.

Использование предлагаемого способа автоматического регулировани  обеспечивает увеличение по.мехозащищенности системы регулировани  от случайных воз5 муп1ений в зоне сварки, это значительно повьпиает надежность работы системы в целом.

Возможность повышени  стабилизации

температуры в зоне сварки, так как увели