SU685453A1 - Устройство дл автоматической сварки - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области сварки и может быть использовано в устройствах автоматического регулировани  сварочных процессов при сварке короткой дугой.

Известно устройство дл  автоматического регулировани  сварочных процессов с использованием вспомогательного датчика 1.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно, позвол   регулировать рассто ние от электрода до издели , не может быть использовано дл  регулировани  другах параметров - угла наклона электрода к изделию, блуждани  дуги и т.д.

о

Известно устройство, предназначенное дл  регулировани  различных сварочных параметров и содержащее регулируемый источник питани  с измерительным шунтом в сварочной цепи , сварочную горелку с соплом и механизмами ее наклона и подъема, датчик режима и блок управлени  режимом , подключенный через усилитель к исполнительному механизму 2.

В этом устройстве датчиком состо ни  процесса  вл етс  напр жение на дуге.

Недостатком такого устройства  вл етс  то, что изменение напр жени  на электроде не всегда однозначно определ ет рассто ние от электрода до издели , а может измен тьс  также за счет удалени  дуги при ее блуждании.

Целью изобретени   вл етс  облегчение возможности съема различной

0 технологической информации при сварке короткой дугой.

Поставленна  цель достигаетс  тем, 4Tfto в предлагаемом устройстве датчик выполнен в виде двойного

5 электрического зиада, закрепленного на сопле сварочной горелки с помощью хомута квазисимметрично относительно оси горелки и состо щего из провод щих пластин, охватывающих сопло

0 горелки по образующей с наружной и внутренней стороны рабочего отверсти .

При этом датчик может иметь одну или несколько пар пластин в зависи5 мости от того, кака  информаци  требуетс  оператору.

Пластины датчика opиeнfированы по направлению стыка, на входе блока управлени  установлено нагрузочное сопротивление с регулируемой

0

средней точкой, концы которого соединены с пластинами датчика, а средн   точка подключена к свариваемому изделию.

С целью определени  угла наклона электрода, в блок управлени  введен фильтр нижних частот, подключенный входом к концам нагрузочного сопротивлени , а выходом - к усилителю.

С целью уменьшени  блуждани  дуги в блок управлени  введены последовательно соединенные устройство дл  извлечени  квадратного корн , подсоединенное входом к концам нагрузочного сопротивлени , и дифференцирующее устройство, подсоединенное выходом к усилителю, а в качестве исполнительного механизма в устройство введен регул тор сварочного тока.

Дл  регулировани  дугового промежутка пластины датчика ориентированы поперек стыка и закорочены между собой, нагрузочное сопротивление подключено одним концом к общей точке пластин датчика, а другим - к изделию . При этом в блок управлени  введен компаратор, одним в-ходом подключенный к датчику, а другим к потенциометру, включенному параллелно шунту, установленному в сварочной цепи.

На фиг. 1 представлена конструкци  и крепление датчика предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариан устройства дл  регулировани  угла наклона электрода к изделию; на фиг. 3 - вариант устройства, предназначенного дл  уменьшени  блуждани  дуги; на фиг. 4 - вариант устройства , предназначенного дл  регулировки межэлектродного зазора двойного зонда.

Пластинчатые электроды двойного зонда 1 закреплены на сопле 2 свароной горелки в верхней части хомутом 3, так что остаютс  электрически изолированными один от другого, а в нижней части закреплены, например, путем загиба во внутрь сопла 2 так, что электрод касаетс  торца и внутренней поверхности сопла. Сопло удеживает электрод зонда в фиксированном положении,  вл етс  дл  него держателем, допускает возможность введени  зонда в плазму дуги 4 в большой или меньшей степени поворотом сопла так, что электрод касаетс  торца-и внутренней поверхности сопла.

Сопло обычно имеет резьбу дл  соединени  с корпусом горелки. Измен ть положение зонда можно увеличением или уменьшением вылета электрода 5 регул тором (установленным на любой сварочной горелке). Чувствительной частью электрода зонда  вл етс  конец электрода, наход щийс  на торце выходной части горелки и на внутренней поверхности сопла.

В случае варианта устройства, предназначенного дл  регулировани  угла наклона электрода к изделию, на сопле 2 сварочной горелки установлен датчик положени  горелки - двойной зонд 1 симметрично оси рабого электрода 5, выше дугового промежутка и сориентирован вдоль стыка издели  6. Двойной зонд соединен с нагрузочным сопротивлением 7, имеющим регулируемую среднюю точку. Последн   подсоединена к одному из электродов. Сопротивление 7 подключено к последовательно соединенным фильтру 8 нижних частот, усилителю 9 и исполнительному механизму 10, Электрическа  дуга 4 горит между электродом 5 и изделием 6.

В варианте устройства, предназначенного дл  уменьшени  блуждани  дуги, нагрузочное сопротивление подключено к последовательно соединенным устройству 11 дл  извлечени  квадратного корн  из величины сигнала зонда, дифференцирующему устроству 12, усилителю 9 и регул тору 1 сварочного тока источника 14 питани

В варианте устройства, предназначенном дл  регулировки межэлектродного зазора, нагрузочное сопротивление 7 подключено на вход блока поледовательно соединенных компаратора 15, усилител  9 и исполнительног механи ма 16 перемещени  сварочной горелки вверх-вниз.

На второй вход компаратора 15 подан сигнал с шунта 17 через регулруемый потенциометр 18. Шунт находис  в цепи источника 14, Сварочный ток устанавливаетс  регул тором 13,

Работа устройства (вариант на фиг. 2) осуществл етс  следующим образом .

Сигналы, получаемые на электродах зонда при зажженной дуге и расположении горелки, например, перпендикул рно поверхности издели , посто нной скорости сварки, должны быт равны нулю. Дл  этого устанавливают нуль сигнала нагрузки подбором положени  средней точки сопротивлени  7.

При наклоне верхней части горелки вперед по отношению к движению горелки сигнал на переднем электроде зонда увеличиваетс , а на заднем соответственно уменьшаетс . Сигнал двойного зонда, равный разности сигналов электродов зонда, состоит из множества составл ющих: посто нной, низкочастотной и высокочастотной. Посто нна  составл юща  определ етс  скоростью сварки. Она компенсируетс  установкой средней точки сопротивлени  7. Низкочастотна  составл юща , слабо измен ющийс  сигВычал  вл етс  полезным сигналом.

сокочастотна  составл юща  вызываетс  дискретным перемещением п тна дуги в процессе сварки в хвост ванны и  вл етс  помехой дл  предлагаемого варианта устройства. Сигнал двойного зонда фильтруетс  фильтром 8, так что на усилитель 9 проходит только ее низкочастотна  составл юща . Усилитель 9 усиливает полезный сигнал до величины, достаточной дл  приведени  в действие исполнительного механизма 10. Последний отрабатывает сигнал до нулевого значени , поворачива  горелку в противоположную изменению сигнала сторону.

Работа варианта устройства, изображенного на фиг. 3, осуществл етс  следующим образом.

В процессе сварки движущейс  дугой при дискретных и случайных перемещени х п тна дуги в направлении хвоста ванны происходит изменение сигнала двойного зонда 1. Сигнал пропорционален квадрату смещени  п тна дуги от точки пересечени  оси рабочего электрода с плоскостью свариваемого издели  {в диапазоне углов отклонени  дуги О-ю) .

Перемещением средней точки сопротивлени  7 устанавливают сравнительное равенство сигналов электродов зондов при отключенной скорости движени  горелки.

В процессе сварки движущийс  дугой сигнал двойного зонда преобразуетс  устройством 11 в сигнал, пропорциональный величине смещени  п тна дуги, и затем дифференцирующим устройством 12 в сигнал, пропорциональный скорости смещени  п тна дуги. Сигнал с выхода дифференцирующего устройства 12 через усилитель 9 поступает в регул тор 13 тока сварки источника 14 питани .

Регул тор 13 измен ет ток сварки источника 14, так что с увеличением сигнала на выходе дифференцирующего устройства 12 уменьшаетс  токсварки , с уменьшением сигнала - увеличиваетс . Глубина регулировки тока устанавливаетс  опытным путем.

Выбором глубины регулировки тока можно добитьс  существенного уменьшени  чешуйчатости, подрезов и веро тности по влени  внутренних дефектов и швах.

Улучшаетс  качество сварных соединений , обеспечиваетс  возможность увеличени  скорости сварки.

Дл  регулировани  междуэлектродного зазора (вариант на фиг. 4) электроды зонда ориентируют поперек стыка. Это вызвано тем, что зонд чувствителен к отклонени м дуги в сторону его электродов. При сварке обычно не наблюдаетс  боковых отклонений , тогда как отклонение дуги в сторону хвоста ванны  вл етс  естественным  влением при сварке в среде защитных газов. Необходимо электроды зонда располагать перпендикул рно н-ииболее веро тньФ1 отклонени  сварочной дуги, т.е. перпендикул рно направлению стыка. Тогда сигнал зонда становитс  независимым от отклонени  дуги в Сторону хвоста ванны. Напр жение ча сопротивлении 7 зонда подаетс  на один из входов компаратора 15, сравниваетс  с опорным

0 сигналом, поступающим на второй его вход.

Разностный сигнал усиливаетс  усилителем 9 и поступает на исполнительный механизм 16. В соответствии с разностным сигналом приводит5 с  в движение сварочна  горелка в сторону уменьшени  или увеличени  междуэлектродного зазора, а следовательно , напр жени  на зонде относительно издели , так что разно0 стный сигнал уменьшаетс  до минимума , близкого к нулю.

Так как сигнал зонда слабо зависит от отклонений дуги в сторону хвоста сварочной ванны повышаетс 

5 точность поддержани  заданного междуэлектродного зазора по сравнению с устройствами, использующими в качестве сигнала напр жение на дуге.

Опорный сигнал в предлагаемом

0 устройстве формируетс  из напр жени  на шунте 17 и подключенного параллельно ему регулируемого потенциометра 18. Величина опорного сигнала соответствует величине между5 электродного зазора, устанавливаетс  положением ползунка потенциометра 18.

С изменением тока сварки, например при импульсной сварке, измен ютс  пропорционально сигнал зонда

0 и опорный сигнал, в то же врем  на выходе компаратора 15 сигнал остаетс  стабильным.

Предлагаемое устройство позвол ет достаточно просто получать ин5 формацию о различных технологических параметрах при сварке короткой дугой и воздействовать на эти параметры с целью их стабилизации или рег улировани .

0

Оно обладает более широкими возможност ми и позвол ет осуществл ть регулирование с большей точностью, чем в случае, когда в качестве датчика использовано напр жение на ду5 ге, а следовательно, позвол ет повысить качество сварки.

Claims (5)

1.Устройство дл  автоматической сварки, содержащее регулируемый источник питани  с измерительным шунтом в сварочной цепи, сварочную горелку с механизмами ее наклона и

подъема, датчик режима и блок управлени  режимом, подключенный через усилитель к исполнительному механизму , отличающеес  тем, что, с целью облегчени  возможности съема различной технологической информации при сварке короткой дугой, датчик выполнен в виде двойного электрического зонда, закрепленного на сопле сварочной горелки с помощью хомута квазисимметричн относительно оси горелки и состо щего из провод щих пластин, охватывающих сопло горелки по oбpaзs щeй с наружной и внутренней стороны рабочего отверсти .

2.Устройство по п.1 о т л ичающеес  тем, что пластины датчика ориентированы по направлению стыка, на входе блока управлени  установлено нагрузочное сопротивление с регулируемой средней точкой , концы которого соединены с пластинами датчика, а средн   точка подключена к свариваемому изделию,

3,Устройство по ПП.1 и 2, о тличающеес  тем, что, с целью, определени  угла наклона электрода , в блок управлени  введен фильтр нижних частот, подключенный своим входом к концам нагрузочного сопротивлени , а выходом - к усилителю ,

4о Устройство по ПП.1 и 2, о тл и чающеес  тем, что, с

целью уменьшени  блуждани  дуги, в блок управлени  введены последовательно соединенные устройство дл  извлечени  квадратного корн , подсоединенное входом к концам нагрузочного сопротивлени , и дифференцирующее устройство, подсоединенное выходом к усилителю, при этом в качестве исполнительного механизма в устройство введен регул тор сварочного тока.

5. Устройство по П.1, о т л ичающеес  тем, что, с целью регулировани  дугового промежутка, пластины датчика ориентированы пЬперек стыка и закорочены между собой , нагрузочное сопротивление подключено одним концом к общей точке пластин датчика, а другим - к изделию, при зтом в блок управлени  введен компаратор, одним входом подключенный к датчику, а другим к потенциометру, включенному параллельно шунту, установленному в сварочной цепи.

Приоритет по п.4 исчисл ть с

05.10.76.

Приоритет по п.5 исчисл ть с

27.10.76.

Источники информации, прин тые

во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство

№ 187905, кл. В 23 К 9/10, 1965.

2.Авторское свидетельство

1 2000082, кл. В 23 К 9/10, 1966.

с:

Фиг 2

Фиг.З

П Фиг Л