SU927455A1 - Способ управлени процессом электрошлаковой сварки - Google Patents

Description

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электрошла— ковой сварке плавящимся мундштуком крупногабаритных изделий различной формы и конфигурации.

Известны способы управления устройством для дуговой сварки, в которых аппарат для дуговой сварки переменным током применяется в качестве источника тока, а скорость подачи сварочной провблоки автоматически регулируют в соответствии с изменением напряжения дуги [1].

Однако применительно к процессам электрошлаковой сварки известные способы не позволяют однозначно определить местонахождение конца электродной проволоки в шлаковой ванне при питании аппарата Э111С от источника тока. При дуговой сварке зависимоеги падения напряжения на дуге от ее длины имеет линейный характер, т.е. регулирование скорости подачи проволоки в соответствии с напряжением дуги позволяет ПОДПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ держивать постоянной длину дуги, и тем самым обеспечить заданную скорость перехода металла электрода в сварной шов.

При электрошлаковой сварке напряже⁵ ние на шлаковой ванне не определяет однозначно местонахождение конца электрода относительно уровня жидкого металла, т.е. регулирование подачи проволоки по напряжению источника тока те* ряет смысл, так как не позволяет достичь важнейшего технологического параметра - заданной скорости наплавления сварного шва, что существенно снижает качественные характеристики сварного сое⁵ динения и технико-экономические показатели процесса ЭШС.

Целью изобретения является устранение неравномерности ширины сварного ₀ шва, повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом электрошлаковой сварки плавящим-.

ся мундштуком, состоящем, в подведении тока к шлаковой ванне от источника тока, измерении фазного напряжения^ между плавящимся мундштуком и свариваемым изделием, измерении тока сварки, формировании сигнала задания одного из оптимальных электрических параметров, непрерывном вычислении этого электрического параметра, сравнении его с заданным, выделение сигнала рассогласования и измерении скорости подачи электродных проволок через плавящийся мундштук в шлаковую ванну в соответствии с сигналом рассогласования с поддержанием тем самым оптимального значения электрического параметра, в качестве оптимального электрического параметра выбирают проводимость шлаковой ванны в межэлектродном промежутке.

Проводимость шлаковой ванны в сварочном зазоре является параметром, однозначно определяющим местонахождение концов электродных проволок и плавящегося мундштука относительно зеркала металлической ванны, что позволяет использовать этот параметр для управления подачей электродных проволок цри питании сварочного аппарата от источника тока.

На фиг. 1 представлен пример выполнения предлагаемого способа управления процессом электрощлаковой сварки.

Схема содержит свариваемое изделие 1; шлаковая ванна 2; электродная (электродные) проволока 3;· плавящийся мундштук 4; привод подачи электродной проволоки (проволок) 5; усилитель мощности 6; параметрический источник тока 7; датчика тока 8; измеритель проводимости шлаковой ванны 9; датчик напряжения 10.

Способ управления процессом электрошлаковой сварки осуществляется следующим образом.

Цосле наведения шлаковой ванны 2 в сварочном зазоре любым из известных способов, привод 5 осуществляет подачу электродной проволоки 3 через плавящийся мундштук 4 с начальной скоростью Унбч · ^Под воздействием установленного тока от источника тока 7 электродная проволока 3 плавится в шлаке, в результате чего образуется сварное соединение 1. Датчик тока 8 и датчик напряжения 10 получают информацию, соответственно, о токе процесса и напряжения между плавящимся мундштуком 4 и изделием и передают ее в блок измерения проводимости 6 шлаковой ванны 9. Сигнал с выхода блока 9, пропорциональный реальной проводимости 6 шлаковой ванны сравни5 вается с сигналом пропорциональным заданной оптимальнойопровОдимости, после чего разность этих сигналов через усилитель 6 воздействует на начальную скорость привода 5 таким *0 образом, чтобы свести разность Δ GJ между реальной и заданной проводимостью шлаковой ванны к нулю. Поддержание постоянной провоцимости.шпаковой ванны в сварочном зазоре позволяет сохранить стабильной конфигурацию температурного поля в сварочном зазоре, а постоянство тока в шлаковой ванне ςτ источника тока обеспечивает стабильность вводимой мощности в зазоре, что способно ствует достижению равномерной ширины проплавления кромок свариваемого изделия и повышению качества сварного соединения в целом.

Предлагаемый способ управления осу- ²⁵ ществляют при электрошлаковой сварке плавящимся мундштуком деталей штамповой оснастки. Размеры шва 400х 800 х X 50 мм. В качестве сварной головки применяют аппарат A645, через плавящий³⁰ ся мундштук, размерами 350 X 1000Х

Х10 мм подают три электродных проволоки диаметром 3 мм, источник питания трансформатор ТРМК 3000/1, включенный в трехфазную сеть напряжения 380 В 35 по схеме Бушеро посредством дросселей ОСУ-ЮО и конденсаторной батареи типа КМ-2-0, 38х 6.

Сварочный ток поддерживают источником тока постоянным заданным на ⁴⁰ уровне 1,5 кА, напряжение источника колеблется в диапазоне 40-50 В в зависимости от проводимости шлаковой ванны в сварочном зазоре. Энергетические параметры сварки регистрируются самопишу⁴⁵ шими приборами типа Н370, в качестве преобразователя тока и напряжения применяются серийные блоки из прибора Н 338-4Л, в качестве измерителя проводимости шлаковой ванны - блок дели5® теля типа ОШ 132-УЗ.

Изменение скорости подачи электродных проволок по сигналу проводимости с выхода блока ОШ 132-УЗ осуществляют вручную, поддерживая проводимость 55 в шлаковой ванне постоянной на уровне 30 ом.

В процессе сварки достигается ожидаемая стабильность мощности, вводимой в сварочный зазор, и равномерность ширины провара по сечению шва.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого изобретения при ЭШС плавящимся мундштуком составляет по предварительным расчетам на 1 т сварного шва 2,5% от его себестоимости/ ' J

Claims (1)

1. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ Изобретение относитс  к сварочному производству, в частности к электрошла ковой сварке плав щимс  мундштуком крупногабаритных изделий различной фор и конфигурации. Известны способы управлени  устрой ством дл  дуговой сварки, в которых аппарат дл  дуговой сварки переменным током примен етс  в качестве источника тока, а скорость подачи сварочной Еровблоки автоматически регулируют в соответствии с изменением напр женки дуги 1J. Однако гфименительно к процессам электрошлаковой сварки известные способы не позвол ют однозначно определить местонахождение ко1ща электродной проволоки в шлаковой ванне при питании аппарата ЭШС от источника то При дуговой сварке зависимости падени напр жени  на дуге от ее длины имеет линейный характер, т.е. регулирование скорости подачи проволоки и соответствии с Hanpii/KeHiioNf дуги поовол ет подСВАРКИ держивать посто нной длину дуги, и тем самым обеспечить заданную скорость перехода металла электрода в сварной шов. При электрошлаковой сварке нахф жение на шлаковой ванне не определ ет однозначно местонахождение конца электрода относительно уровн  жидкого металла , т.е. регулирование подачи проволоки по напр жению источника тока тер ет смысл, таккак не позвол ет достичь важнейшего технологического параметра - заданной скорости наппавпени  сварного шва, что существенно снижает качественные характеристики сварного соединени  и технико-экономические показатели процесса ЭШС. Целью изобретени   вл етс  устранение неравномерности ширины сварного шва, повьииение качества сварного соединени . Поставленна  цель дост(п аетс  тем, что согласно способу управлени  процессом электрошлаковой сварки плав щим-. с  мундштуком, состо щем, в подведени тока к шлаковой ванне от источника тока, измерении фазного нагф жеви : меж ду плав щимс  мундштуком и свариваемым изделием, измерении тока сварки, формировании сигнала задани  одного из оптимальных электрических параметров, нещ)ерывном вычислении этого электрическбго параметра, сравнении его с заданным , вьщеление сигнала рассогласовани  и измерении скорости подачи элек родных проволок через плав щийс  мундштук в шлаковую ванну в соответствии с сигналом рассогласовани  с поддержанием тем самым оптимального значени  электрического параметра, в качест ве оптимального электрического параметра выбирают проводимость шлаковой ванны в межэлектродном гфомежутке. Проводимость шлаковой ванны в сварочном зазоре  вл етс  параметром, однозначно определ ющим местонахождение концов электродных проволок и плав щегос  мундштука относительно зеркала металлической ванны, что позвол ет использовать этот параметр дл  управлени  подачей электродных гфоволок 1ФИ питании сварочного аппарата от источника тока. На фиг. 1 представлен пример выполнени  предлагаемого способа ущ9авлени  процессом электрошлаковой сварки. Схема содержит свариваемое изделие 1; шлакова  ванна 2; электродна  (элек тродные) проволока 3;- плав щийс  мунд штук 4; привод подачи электродной гфоволоки (проволок) 5; усилитель мощнос 6; параметрический источник тока 7; датчика тока 8; измеритель проволимости шлаковой ванны 9; датчик напр жени  10. Способ управлени  процессом электрошлаковой сварки осуществл етс  следующим образом. Цосле наведени  шлаковой ванны 2 в сварочном зазоре любым из известных способов, привод 5 осуществл ет подачу электродной проволоки 3 через плав щийс  мундштук 4 с начальной скоростью Унач Д воздействием установленного тока от источника тока 7 электродна  проволока 3 ппавитс  в шлаке, в результате чего образуетс  сварное соединение 1. Датчик тока 8 и датчик напр жени  10 получают информацию , соответственно, о токе процесса и напр жени  между плав шимс  мувд1итуком 4 и изделием и передают ее в блок измерени  тфоводимости 6 шлаковой ванны 9. Сигнал с выхода блока 9, пропорциональный реальной 1ФОВОДИМОСТИ 6 шлаковой ванны сравниваетс  с сигналом пропорциональнь1М заданной оптимальнойопровбдимости, после чего разность этих сигналов через усилитель 6 воздействует на начальную скорость Vцдц привода 5 таким образом, чтобы свести разность д Q между реальной и заданной проводимостью шлаковой ванны к нулю. Поддержание посто нной проводимости.шпаковой ванны в сварочном зазоре позвол ет сохранить стабильной конфигурацию температурного пол  в сварочном зазоре, а посто нство тока в шлаковой ванне QT источника тока обеспечивает стабильность вводимой мощности в зазоре, что способствует достижению равномерной ширины щзоплавлени  кромок свариваемого издели  и повышению качества сварного соединени  в целом. Предлагаемый способ управлени  осуществл ют itpw. электрощлаковой сварке плав щимс  мундщтуком деталей штамповой оснастки. Размеры щва 4ООх 8ООх X 50 мм. В качестве сварной головки щжмен ют аппарат А645, через плав щийс  мундштук, размерами 350 X ЮООХ Х10 мм подают три электродных проволоки диаметром 3 мм, ИСТОЧНИЕ питани  трансформатор ТРМК ЗООО/1, включенный в трехфазную сеть напр жени  38ОВ по схеме Бушеро посредством дросселей ОСУ-100 и конденсаторной батареи типа КМ-2-0, 38х 6. Сварочный ток поддерживают источником тока посто нным заданным на уровне 1,5кА, напр жение источника колеблетс  в диапазоне 4О-5ОВ в зависимости от проводимости шлаковой ванны в сварочном зазоре. Энергетические параметры сварки регистрируютс  самопишущими приборами типа Н37О, в качестве феобразовател  тока и напр жени  примен ютс  серийные блоки из тфибсра Н 338-4Л, в качестве измерител  гфоводимости ванны - блок делител  типа СШ 132-У3. Изменение скорости подачи электродных проволок по сигналу проводимости с выхода блока (Ж1132-У3 осуществл ют вручную, поддержива  проводимость в шлаков 9й ванне посто нной на уровне 30 ом. В процессе сварки достигаетс  ожидаема  стабильность мощности, вводимой в сварочный зазор, к равномерность Ш(фи ны щ овара по сечению шва. Онсидаемый экономический эффект от .использовани  предпагаемого изобретени  при ЭШС плав щимс  мундштуком составп ет по предварительным расчетам на 1 т сварного шва 2,5% от его себестоимости . Формулаизобретени  Способ угфавлени  1фоцессом эпектрошлаковой сварки плав щимс  мундштуком состошций в подведении тока к шлаковой ванне от параметрического источника тока, измерении фазного напр жени  между плав щимс  мундштуком и свариваемым изделием, измерении тока шлаковой ванны, формировании сигнала задани  одного из опгимальных электрнчеог . ких параметров, непрерывном вычислении этого электрического параметра сравнении его с заданным, выделении сигнала рассогласовани , изменении скорости подачи электродных проволок через плав щийс  мундштук в шлаковую ванну в соответствии с сигналом рассогласовани  с поддержанием тем самым оптимал1.иого значени  электрического параметра, отличающийс  тем, что, с целью устранени  неравномерности ширины сварного шва и повышени  качества сварного соединени , в качестве оптимального электрического параметра выбирают 14 оводимость шлаковой ванны в межэлектродном 1фомежутке . Источники информации, гфин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии, кл. В 23 К № 46-3647, 29.01.71 (прсхгогип).