SU774853A1

SU774853A1 - Method of controlling the process of electric heating at welding of parts

Info

Publication number: SU774853A1
Application number: SU792713888A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Подкидов; Владимир Борисович Яковлев
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5618
Priority date: 1979-01-16
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1980-10-30

Description

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОНАГРЕВА (54) METHOD FOR REGULATING THE ELECTRON HEATING PROCESS

II

Изобретение относитс к области автоматики и может быть использовано в устройствах управлени нагревом свариваемых деталей преимущественно при контактной сварке.The invention relates to the field of automation and can be used in devices for controlling the heating of welded parts mainly in resistance welding.

Известны способы регулировани процесса электронагрева осуществл емые путем корректировани электрической мощности по величинам отклонений от заданных значений электрической энергии усили сжати свариваемых деталей и температуры электродов сварочной машины l3.Known methods for controlling the electric heating process are carried out by adjusting the electrical power according to the magnitudes of the deviations from the specified values of electrical energy, the compression force of the parts to be welded and the temperature of the electrodes of the welding machine l3.

Недостатком известного способа вл етс та, что энерги , необходима дл компенсации возмущений по электрическим параметрам, посто нно расходуетс в период их отсутстви на бесполезный нагрев элементов, ограничивающих мощность, подводимую . к рабочей нагрузке, например нагрузке сварочных машин, что снижает КПД электронагрева.The disadvantage of the known method is that the energy needed to compensate for disturbances by electrical parameters is constantly spent during the period of their absence for useless heating of the elements limiting the power supplied. to the workload, for example the load of welding machines, which reduces the efficiency of electric heating.

Наиболее близким к описываемому вл етс способ регулировани процесса электронагрева при сварке деталей по изменению мощности, при котором в качестве параметра, характеризующего изменение мощности, используют производную электрической ПРИ СВАРКЕ ДЕТАЛЕЙThe closest to the described one is a method of controlling the electric heating process when welding parts by changing the power, in which the electric derivative is used as a parameter characterizing the change in power.

энергии, выдел емой в сварочном контакте , и по отклонению производной от заранее установленного значени корректируют величину мощности, подводимой к сварочной цепи C2l.the energy released in the welding contact and the deviation of the derivative from the predetermined value corrects the amount of power supplied to the welding circuit C2l.

Недостатком этого способа вл етс то, что при осуществлении сварки с предварительным подогревом деталей сварочного контакта (этот прием часто используют в практике) затрачиваетс дополнительна электрическа энерги , в результате чего снижаетс КПД сварочной машины.The disadvantage of this method is that the implementation of welding with preheating of welding contact parts (this technique is often used in practice) consumes additional electrical energy, as a result of which the efficiency of the welding machine is reduced.

Целью изобретени вл етс повышение КПД электронагрева.The aim of the invention is to increase the efficiency of electrical heating.

Поставленна цель достигаетс тем, что корректировку мощности осуществл ют путем изменени нагрузки, дл 4его одновременно создают р д сварочных контактов, детали которых поочередно сваривают от одного источника и одновременно с каждым циклом сварки подогревают другие сварочные контакты, число которых измен ют в зависимости от величины отклонени производной электрической энергии.The goal is achieved by adjusting the power by changing the load, for 4 they simultaneously create a series of welding contacts, the parts of which are alternately welded from one source and simultaneously with each welding cycle they heat other welding contacts, the number of which changes depending on the deviation value derivative of electrical energy.

Сущность данного способа заключаетс в том, что энерги , необходима на компенсацию возмущений по электрическим параметрам, расходуетс в период их отсутстви на предварительный подогрев нескольких сварочных контактов, одновременно с каждой последующей сваркой. Если по вл ютс возмущени , то в зависимости от величины их интенсивности, котора характеризуетс величиной производно электрической энергии {.т.е. величиной приращени электрической мощности в единицу времени), число подогре ваемых контактов- уменьшают (при уменьшении величины производной относительно заданной) или увеличивают (при увеличении величины производной относительно заданной), т.е. ответвл ют часть тока сварки в параллельные сварочные цепи на врем , не превышающее заданной длительности импульса тока подогрева. Способ реализуетс следующим образом . Свариваемые детали объедин ют в группы, одновременно создают р д сварочных-контактов, зажима детали между каждой парой электродов многоэлектродной сварочной машины, поочередно сваривают нагревом от одного источника, измер ют величину производной электрической энергии в процессе сварки и одновременно с каждой сваркой подогревают другие сварочные контакты, число которых увеличивают или уменьшают в зависимости от величины отклонени от установлен ного значени производной электрической энергии. Таким образом осуществл етс коррекци электрической мощности за сче перераспределени величины полезной электрической энергии между сварочными контактами путем дискретной под грузки или разгрузки по току сварочного контакта, детали которого свари ваютс . На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ. Устройство состоит из источника 1 питани , сварочного трансформатора 2 параллельных сварочных цепей с тиристорными ключами 3, 4, 5 переменно го тока И электродами, между которым зажаты свариваемые детали, образующи сварочные контакты, коммутатора б, измерител 7 величины производной электрической энергии, задатчика 8 этой величины, сравнивающего устройства 9, преобразовател 10 числа импульсов величины выходного сигнала сравнивающего устройства 9 и таймера ргспределител 11 импульсов сварочного тока. Аналоговый сигнал с выхода сравнивающего устройства 9 преобразуетс в число импульсов, которые поступают на таймер-распределитель 11, формиру ющий последовательно во времени импульсы управлени тиристорными ключа ми 3, 4, 5 и импульсы управлени ком мутатором б входа измерител 7 величины производной электрической энергии , выдел емой в сварочном контакте деталь-деталь. В зависимости от числа импульсов на выходе преобразовател 10 одновременно со сваркой деталей в одной из сварочных цепей подключаетс необходимое число параллельных цепей на врем , задаваемое таймер-распределителем 11. При этом часть тока сварки ответвл етс на это врем в параллельные цепи, сварочные контакты которых подогреваютс . Таким образом осуществл етс дискретна подгрузка или разгрузка по току цепи, в которой свариваютс детали. Использование способа регулировани процесса электронагрева обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества. Возможность экономии электроэнергии за счет повышени КПД электронагрева . Улучшение условий осуществлени сварки и повышени ее качества за счет уменьшени разброса величин контактных сопротивлений в стыке деталей путем их предварительного подогрева . Возможность рассеивать электрическую мощность большой величины, которую невозможно рассе ть в силу ограничений по тепловому воздействию в существующих элементах регулирующих устройств. Указанные преимущества способа проверены на следующем примере его реализации. На многоэлектродной сварочной машине между каждой из 24 пар электродов зажали по две свариваемые детали. Причем заранее все датели сделали технологически однородньзми. Подключили сварочную машину к регулируемому источнику питани и при номиналь-ной величине напр жени 220 В начали сварку деталей первого сварочного контакта, измерение величины производной электрической энергии, выдел емой в процессе сварки импульсом переменного тока, длительностью 0,02 с., и одновременно подогрев в течение 0,005 с. двух последукмдих сварочных контактов. Измеренную величину производной электрической энергии прин ли в качестве опорной дл последующего сравнени с ней величин производных при осуществлении последующих сварок в услови х воздействи на процесс возмущений по электрическим параметрам . Возмущени имитировали путем изменени величины напр жени источника питани на ±iO% относительно номинального , что соответствует возможным колебани м напр жени в реальных услови х. Дл компенсации отклонени The essence of this method lies in the fact that the energy needed to compensate for disturbances by electrical parameters is spent during the period of their absence for preheating several welding contacts, simultaneously with each subsequent welding. If disturbances appear, depending on the magnitude of their intensity, which is characterized by the value of the derivative of the electrical energy {.e. the magnitude of the electrical power increment per unit of time), the number of contacts being heated, decrease (with decreasing the derivative relative to the preset) or increasing (with increasing the derivative relative to the preset), i.e. The part of the welding current was split into parallel welding chains for a time not exceeding the specified duration of the heating current pulse. The method is implemented as follows. The parts to be welded are combined into groups, simultaneously creating a series of welding-contacts, clamping the parts between each pair of electrodes of a multi-electrode welding machine, alternately welding by heating from one source, measuring the value of the derived electrical energy during the welding process and simultaneously with each welding other welding contacts are heated The number of which increases or decreases depending on the deviation from the set value of the derivative of electrical energy. Thus, the electric power is corrected by redistributing the value of useful electrical energy between the welding contacts by discrete under load or current discharge of the welding contact, the parts of which are welded. The drawing shows the block diagram of the device that implements this method. The device consists of a power source 1, a welding transformer 2 parallel welding circuits with thyristor switches 3, 4, 5 AC and electrodes, between which the welded parts forming the welding contacts are clamped, switch b, meter 7 values of the derivative of electrical energy, unit 8 of this the value of the comparison device 9, the converter 10 of the number of pulses of the output signal of the comparison device 9 and the timer distributor 11 of the pulses of the welding current. The analog signal from the output of the comparison device 9 is converted into the number of pulses that go to the timer-distributor 11, which generates sequentially in time the control pulses of the thyristor keys 3, 4, 5 and the control pulses of the commutator b of the meter 7, the value of the derivative of electrical energy, part-detail in the welding contact. Depending on the number of pulses at the output of converter 10, simultaneously with the welding of parts in one of the welding chains, the required number of parallel circuits is connected for the time specified by the timer-distributor 11. In this case, part of the welding current branches at this time into parallel circuits whose welding contacts are heated . Thus, discrete loading or unloading of the current of the circuit in which the parts are welded is carried out. Using the method of regulating the electric heating process provides the following advantages over the existing ones. The possibility of saving energy by increasing the efficiency of electric heating. Improving the conditions for the implementation of welding and improving its quality by reducing the spread of contact resistances at the junction of parts by preheating them. The ability to dissipate large electric power, which cannot be dissipated due to thermal constraints in existing elements of control devices. These advantages of the method are verified by the following example of its implementation. On a multi-electrode welding machine, two parts to be welded were clamped between each of the 24 pairs of electrodes. And in advance all the givers made technologically homogeneous. The welding machine was connected to a regulated power source and, with a nominal voltage of 220 V, the welding of the parts of the first welding contact began, the measurement of the value of the derivative of electrical energy released during the welding process by an alternating current pulse with a duration of 0.02 s. for 0.005 s. two after welding contacts. The measured value of the derivative of electric energy was taken as a reference value for the subsequent comparison with it of the values of derivatives in the course of subsequent welding under the conditions of influence on the process of disturbances in electrical parameters. The disturbances were simulated by changing the voltage of the power source by ± iO% relative to the nominal, which corresponds to possible voltage fluctuations in real conditions. To compensate for the deviation

производной от установленного значени при увеличении напр жени источника питани на +10% был подключен дл подогрева дополнительно еще один сварочный контакт, а при уменьшении напр жени на -10% отклю ено два сварочных контакта.derivative of the set value with an increase in the voltage of the power source by + 10%, an additional welding contact was connected for heating, and when the voltage decreased by -10%, two welding contacts were disconnected.

Таким образом,та величина дополнительной мощности, котора потребовалась бы дл компенсации недостатка тепловой энергии при сварке в случае понижени напр жени источника питани , расходовалась на целенаправленный нагрев дополнительного сварочного контакта при номинальном напр жении источника питани .Thus, the amount of additional power that would be required to compensate for the lack of heat energy during welding in the event of a decrease in the voltage of the power source was spent on targeted heating of the additional welding contact at the nominal voltage of the power source.

Claims

1. USSR author's certificate for application, 2500189 / 25-27,

0

cl. At 23 K 11/24, 06/20/77.

2. Authors, USSR certificate

No. 404587, cl. At 23 X 11/24, 07/06/71.