SU707726A2

SU707726A2 - Resistance spot welding quality monitor

Info

Publication number: SU707726A2
Application number: SU762317195A
Authority: SU
Inventors: Алексей Андреевич Урсатьев; Николай Васильевич Подола
Original assignee: Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Украинской Сср; Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1980-01-05

Description

Изобретение относитс к области обработки и сварки материалов и может быть использовано дл контрол качества сварных соединений в процессе их выполнени контактной точеч ной, шовной, рельефной сваркой и вл етс усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св № 405679. В основном изобретении по авт.св. №405679 описано устройство дл контр л качества точечной контактной свар которым непосредственно в ходе сварки определ етс качество соединений по одному из основных показателей - диаметру дра точки. Это устройство выполнено в виде блока из мерени параметров процесса сварки, блока вычислени диаметра дра сварной точки и блока индикации, соединенных между собой так, что вход блока вычислени диаметра дра сварной точки подключен к выходу блока измерени параметров процесса сварки а выход - к блоку индикации 1. Принцип работы устройства основан на измерении текущих значений основных napaNteTpoB режима сварки - сварочного тока, активного падени напр жени между электродами, усили сжати электродов - и вычислени на их основе по математической модели процесса диаметра дра сварной точки. Однако известное устройство по авт.св. № 405679 не отражает нарушени качества сварки вследствие износа рабочей поверхности электродов. Это приводит к снижению точности контрол диаметра литого дра устройством и допускает постановку бракованных точек, в результате чего снижаетс надежность сварных конструкций . Ухудшение качества сварных соединений вследствие износа рабочей поверхности электродов не может быть отражено описанным устройством из-за крайней сложности количественной оценки этого параметра процесса в ходе сварки. Целью дополнительного изобретени вл етс повышемие стабильности качества сварных соединений и точности их контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл контрол качества точечной контактной сварки по авт.св. № 405679 введены блок формировйни синхросигнала, схема сравнени , блок уставок и блок определени износа рабочей поверхности электродов , входом подключенный к выходу блока вычислени диаметра дра сварной точки и выходу блока формировани синхросигнала, вход которого в свою очередь соединен с выходом блока измерени параметров процесса сварки, а выход - с блоком индикации и с одним из входов схемы сравнени , другой вход которой соединен с блоком уставок, а выход - с блоком индикации.The invention relates to the field of processing and welding of materials and can be used to control the quality of welded joints in the process of their implementation by contact spot, seam, relief welding and is an improvement of the known device described in aut. No. 405679. In the main invention according to ed. St. No. 405679 describes a device for controlling the quality of a spot contact weld, which directly during welding determines the quality of joints according to one of the main indicators - the core diameter. This device is made in the form of a unit for measuring the parameters of the welding process, a unit for calculating the core diameter of the weld point and a display unit interconnected so that the input of the unit for calculating the core diameter of the weld point is connected to the output unit for measuring the welding process parameters and the output is for the display unit 1 The principle of operation of the device is based on measuring the current values of the main napaNteTpoB welding mode — welding current, active voltage drop between the electrodes, compression force of the electrodes — and calculating on their basis from the mat cal model of the process the core diameter of the nugget. However, the known device auth.St. No. 405679 does not reflect the deterioration of welding quality due to wear of the working surface of the electrodes. This leads to a decrease in the accuracy of control of the diameter of the cast core by the device and allows the setting of rejected points, as a result of which the reliability of welded structures is reduced. The deterioration of the quality of welded joints due to wear of the working surface of the electrodes cannot be reflected by the described device due to the extreme difficulty of quantifying this process parameter during welding. The aim of the additional invention is to improve the stability of the quality of welded joints and the accuracy of their control. This goal is achieved by the fact that in the device for quality control of resistance spot welding according to auth. No. 405679 a sync signal shaping unit, a comparison circuit, a setpoint block and an electrode working surface wear detecting unit are inputted, connected to the output of the weld hole core diameter calculating unit and the clock shaping unit output, whose input is in turn connected to the output of the welding process parameters measuring unit, and the output is with the display unit and with one of the inputs of the comparison circuit, the other input of which is connected to the setting unit, and the output is connected to the display unit.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство дл контрол качества точечной контактной сварки содержит блок измерени параметров процесса сварки 1,который включает в себ датчик сварочного тока 2, датчик падени мапр жени на электродах 3 и датчик сварочного тока 2,датчик Псодени напр жени на электродах 3 и датчик усили сн ти электродов 4, блок вычислени диаметра дра сварной точки 5, блок индикации 6, блок определени износа рабочей поверхности электродов 7, блок уставок 8;схему сравнени 9 и блок формировани синхросигнала 10. Датчики 2-4 блока 1 установлены на сварочной машине.A device for monitoring the quality of resistance spot welding contains a unit for measuring welding process parameters 1, which includes a welding current sensor 2, a mapping loss sensor on electrodes 3 and a welding current sensor 2, a voltage sensor on electrodes 3, and a sensor for removing electrodes 4, a block for calculating the diameter of the weld point core 5, a display unit 6, a unit for determining wear of the working surface of the electrodes 7, a setting unit 8, a comparison circuit 9 and a synchro-shaping unit 10. The sensors 2-4 of the unit 1 are set to welding th car.

Блок определени износа рабочей поверхности электродов 7 выполнен в виде решающего усилител 12, квадратора 13, сумматоров 14 и 15, счетчика числа выполненных точечных соединений 16, блоков делени 17 и 18 и блок извлечени квадратного корн 19.The unit for determining the wear of the working surface of the electrodes 7 is made in the form of a decisive amplifier 12, a quadrant 13, adders 14 and 15, a counter for the number of point connections 16 made, division units 17 and 18 and a square root extraction unit 19.

Элементы устройства соединены следующим образом.The elements of the device are connected as follows.

Входы датчиков 2-4 блока измерени параметров процессй сварки 1 подключены к узлам сварочной машины 11, а выходы - ко входу вычислени диаметра дра сварной точки 5, выход которого подключен к блоку индикации 6, а также первому входу решающего усилител 12 и входу сумматора 14 блока определени износа рабочей поверхности электродов 7. Второй вход решающего усилител 12 соединен с выходом блока делени 17, один из входов которого подключен к выходу сумматора 14. К выходу решающего усилител 12 подключены соединенные последовательно квадратор 13 и сумматор 15. Выход сумматора 15 соединен с одним из входов блока делени 18, выходом подключенного ко входу блока извлечени квадратного корн 19, выход которого соединен с блоком индикации 6 и одним из входов схемы сравнени 9. Другие два входа блоков делени 17 и 18 подключены к выходу счетчика 16, входом соединенного с выходом блока формировани синхросигнала10. Вход блока формировани синхросигнала 10The inputs of sensors 2-4 of the measurement unit of the welding process parameters 1 are connected to the nodes of the welding machine 11, and the outputs are connected to the input of calculating the core diameter of the welded point 5, the output of which is connected to the display unit 6, as well as to the first input of the decisive amplifier 12 and the input of the adder 14 of the unit determining the wear of the working surface of the electrodes 7. The second input of the decisive amplifier 12 is connected to the output of the dividing unit 17, one of the inputs of which is connected to the output of the adder 14. To the output of the decisive amplifier 12 are connected a series 13 connected in series and Odmator 15. The output of the adder 15 is connected to one of the inputs of dividing unit 18, the output connected to the input of the square root extraction unit 19, the output of which is connected to the display unit 6 and one of the inputs of the comparison circuit 9. The other two inputs of dividing units 17 and 18 are connected to the output of the counter 16, the input of the sync signal forming unit 10 connected to the output. The input block sync signal 10

подключен к выходу датчика сварочног тока 2 блока измерени параметров -процесса сварки 1. Блок уставок 8 содинен со вторым входом схемы сравнени 9, выход которой .подключен к блоку индикации 6.connected to the sensor output of the welding current 2 of the parameter measurement block of welding process 1. The setpoint block 8 is connected to the second input of the comparison circuit 9, the output of which is connected to the display unit 6.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

В ходе сварки каждой точки датчиками 2-4 блока змерени параметров процесса сварки 1 измер ютс текущие значени основных параметров режима: сварочного тока, активного падени напр жени на свариваемых детал х, снимаемого с электродов, и усил сжати электродов. Напр жени , пропорциональные измеренным параметрам режима, поступают на .вход блока вычислени диаметра дра сварной точки 5, которым по статистической модели рассчитываетс диаметр литого дра сварной точки. Блоком индикации 6 производитс индикаци в дес тичном коде и запись предсказанного размера дра точки в миллиметрах на бумажную ленту.During the welding of each point, the sensors 2-4 of the measurement unit of the welding process parameters 1 measure the current values of the basic parameters of the mode: welding current, active voltage drop on the parts being welded, removed from the electrodes, and compression gain of the electrodes. Voltages proportional to the measured mode parameters are fed to the input of the core diameter calculation block of the welded point 5, which, using a statistical model, calculates the diameter of the cast iron core of the weld point. The display unit 6 displays in a decimal code and records the predicted core size in millimeters on a paper tape.

В блок определени износа рабочей поверхности электродов 7 поступают данные о числе выполненных точечных сварных соединений и размере их литых дер. Так, с датчика сварочног тока 2 сигнал о постановке сварной точки, форг% ируемый блоком формировани синхросигнала 10, подаетс на вход счетчика числа выполненных точечных соединений 16. Напр жение с выхода блока вычислени диаметра дра сварной точки 5 пропорциональное диаметру дра точки, поступает на первый вход решающего усилител 12 и вход сумматора 14. По этим сигналам блоком определени износа рабочей поверхности электродов 7 опрдел етс величина износа рабочей поверхности электродов в зависимости от стабильности размера литых лер точечных соединений / выражаемой через среднее квадратическое отклонение диаметра дра.The unit for determining the wear of the working surface of the electrodes 7 receives data on the number of spot welded joints made and the size of their cast cores. So, from the welding current sensor 2, the signal about setting the welded point, generated by the synchro forming unit 10, is fed to the counter input of the number of point connections 16. The voltage from the output of the welded point core diameter calculating unit 5 is proportional to the diameter of the core point, fed to the first input of decisive amplifier 12 and input of adder 14. According to these signals, the unit for determining the wear of the working surface of the electrodes 7 determines the amount of wear of the working surface of the electrodes depending on the stability of the size of cast ler point connections / expressed in terms of the standard deviation of the core diameter.

Среднее квадратическое отклонение диаметра дра определ етс следующим образом.The standard deviation of the core diameter is determined as follows.

Сумматором 14 и блоком делени 17 вычисл етс средний диаметр дра по совокупности выполненных точечных соединений, которые подсчитываютс счетчиком числа выполненных точечных соединений 16. Среднее значение диаметра дра уточн етс после выполнени каждого сварного соединени .Напржение на выходе блока делений 17, пропорционсшьное среднему диаметру дра точки, поступает на второй вход рещающего усилител 12. Последним вычисл етс отклонение рассчитанного блоком диаметра дра точки 5 от среднего значени . Напр жение, пропорциональное отклонению размера дра.The adder 14 and the divider 17 calculate the average core diameter from the totality of the made point joints, which are counted by the counter of the number of the completed point joints 16. The average value of the core diameter is refined after each welded joint is completed. The output voltage of the divider 17, proportional to the average point core diameter , is fed to the second input of the decoupling amplifier 12. The deviation of the core diameter of the point 5 calculated from the average value is calculated last. Voltage proportional to the deviation of the core size.

после возведени в квадрат квадратором 13 подаетс на сумматор 15. Им подсчитываетс сумма квадратов отклонени-й , пропорционально которой сигнал с выхода сумматора 15 поступает на один из входов блока делени 18. Блоком делени 18, на другом входе которого напр жение пропорционально числу выполненных точечных соединений , усредн етс сумма квадратов отклонений размеров дра, а напр жение на выходе блока извлечени квадратного корн 19 пропорционально среднему квадратическому отклонению диаметра дра точки,after squaring, quadrant 13 is fed to adder 15. It calculates the sum of squared deviations, proportional to which the signal from the output of adder 15 goes to one of the inputs of division unit 18. Division unit 18, at the other input of which the voltage is proportional to the number of point connections made , the sum of squared deviations of the core sizes is averaged, and the voltage at the output of the square-root extraction unit 19 is proportional to the standard deviation of the core diameter of the point,

Вычисленное среднее квадратическо отклонение диаметра дра точки сравниваетс с -допустимыми отклонени ми на размеры дра, которые выбираютс (исход из требований к стабильности качества точечных сварных соединений Сравнение осуществл етс схемой сравнени 9, а напр жение, пропорциональное допустимому отклонению диаметра дра точки, задаетс блоком уставок 8. В случае, если среднее квадратическое отклонение диаметра дра-точки превышает допустимое отклонение, на выходе схемы сравнени 9 вырабатываетс сигнал, который приводит к по влению на табло блока индикации 6 свет щейс надписи Заточка глектродов . Помимо этого по сигналу с блока извлечени квадратного корн 19 блоком индикации 6 индицируетс величина среднего квадрат Гческого отклонени диаметра литого дра точки , что позвол ет получать количественную оценку стабильности качет ,ства точечных соединений непосредственно в процессе изготовлени сваных конструкций. В результате повышаетс стабильность качества соединений и точность их контрол устройством , так как происход щее в процессе сварки изменение рабочей поверхности электродов вследствие их износа допускаетс в пределах, в которых оно существенно не сказываатс на размерах дра точки и точности модели, лежащей в основе блока вычислени диаметра дра сварной точки 5 .The calculated standard deviation of the diameter of the point core is compared with the allowable deviations of the core sizes that are chosen (based on the stability requirements for the quality of spot welded joints. The comparison is made by comparison circuit 9, and the voltage proportional to the permissible deviation of the point core diameter is specified by the settings block 8. In the event that the standard deviation of the core-diameter exceeds the tolerance, the output of the comparison circuit 9 generates a signal which leads to the display of the display unit 6 of the light inscription. Sharpening of the electrodes. In addition, the signal from the square root extraction unit 19 display unit 6 indicates the average square Ghtic deviation of the diameter of the cast core point, which allows to obtain a quantitative assessment of the stability of manufacture of welded structures. As a result, the stability of the quality of joints and the accuracy of their control by the device is improved, since what happens during the welding process is changed e working electrode surfaces due to wear is allowed in the range in which it does not substantially skazyvaats on the dimensions of the core point and the accuracy of the model underlying the calculation unit core diameter of the nugget 5.

Использование изобретени повышает стабильность качества сварных соединений и точность их контрол , а также культуру технологического процесса контактной точечной сварки за счет своевременной заточки электродов.The use of the invention improves the stability of the quality of welded joints and the accuracy of their control, as well as the culture of the process of resistance spot welding due to the timely sharpening of the electrodes.

Последнее позвол ет предупредить возможность образовани одного из наиболее опасных дефектов контактной точечкой сварки-непрбвара,The latter makes it possible to prevent the possibility of the formation of one of the most dangerous defects by the contact point of welding non-welder,

Применение устройства дл контрол качества контактной сварки при изготовлении ответственных сварных конструкций в самолетостроении, судостроении и других отрасл х машиностроени позволит в значительной меs ре снизить.применение на производстве трудоемких и дорогосто щих методов контрол (рентгенопросвечивание , металлографический анешиз и механические испытани ) и повысить надежность сварных конструкций, а также экономичность и производительность контактной сварки.The use of a device for quality control of resistance welding in the manufacture of critical welded structures in aircraft manufacturing, shipbuilding and other branches of mechanical engineering will significantly reduce the use of labor-intensive and costly control methods (X-rays, metallographic testing and mechanical testing) in production and increase the reliability of welded designs, and also profitability and productivity of contact welding.

Claims

Invention Formula

Device for quality control of spot welding by auth.St. No. 405679, about t

so that, in order to increase the quality of welded joints and their control accuracy, a synchro-shaping unit, a comparison circuit, a setting block and an electrode surface wear detection unit, input connected to the output of the weld point diameter calculating unit and the unit output were entered into it forming a clock signal, the input of which, in turn, is connected to the output of the measuring unit for the parameters of the welding process, and the output with the display unit with one of the inputs of the comparison circuit, the other input of which is connected to the unit rates, and the output - with the display unit.

Sources of information taken into account in the examination

1 o USSR author's certificate No. 405679, cl. In 23 K 11/24, 1973.

r-ifSJ

Schg

- / g SJ f9