Способ формирования ширины шва и устройство для его осуществления

Способ формирования ширины шва и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ формирования ширины шва, при котором дуге сообщают колебательные перемещения поперек стыка , в процессе колебания измеряют сварочный ток, из которого выделяют параметр, характеризуюпщй амплитуду колебаний, сравнивают его . с эталонным, результат сравнения исяользуют для управления амплитудой поперечных колебаний дуги, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой , в качестве параметра,характеризующего амплитуду колебаний, исполь зуют гармоническую составляющую тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги. 2. Устройство формирования ширины шва, содержащее датчик величины сварочного тока, подключенный через усилитель к входу частотного фильтра, датчик положения дуги, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, регулятор амплитуды колебания электрода, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой, оно дополнительно содержит второй частотный фильтр, выпрямитель, схему сравнения , сумматор, синхронный детектор и сглаживающий фильтр, причем первый частотный фильтр настроен на частоту С колебания дуги, второй частотный | фильтр - на двойную частоту колебания дуги, выход первого частотного фильтра через синхронный детектор и сглаживающий фильтр связан с приводом коррекции сварочной горелки поперек стьжа, выход датчика величины сварочного тока через второй частотньй фильтр, вьтрямитель, схему сравнения связан с регулятором амплитуды колебания электрода и через сумматор по первому входу - с приводом подачи сварочной горелки вдоль стыка, причем второй вход сумматора свя зан с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, а выход датчика положения дуги - с управляющим вхо дом синхронного детектора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕСПУ1ЛИН (l 9) (l 1) (5!)) В 23 К 9/10 (2!) 3722143/25-27 (22) 06.04.84 (46) 30.10.85. Вюл. Р 40 (72) В.М,Панарин, В.М.Мазуров, В.С.Карпов и В.Ю.Войницкий (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.791,75(088.8) (56) Патент ФРГ М 2533448, кл. В 23 К 9/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

11 - 797564, кл. В 23 К 9/!О, 1978. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИРИНЫ

ИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ.

НИЯ (57) 1 Способ формирования ширины шва, при котором дуге сообщают колебательные перемещенияпоперек сты- ка, в процессе колебания измеряют сварочный ток, из которого выцеляют параметр, характеризующий амплитуду колебаний, сравнивают его с эталонным, результат сравнения используют для управления амплитудой поперечных колебаний дуги, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной разделкой, в качестве параметра,характеризующего амплитуду колебаний, исполь.зуют гармоническую составляющую тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги.

2. Устройство формирования ширины шва, содержащее датчик величины сварочного тока, подключенный через усилитель к входу частотного фильтра, датчик положения дуги, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, регулятор амплитуды колебания электрода, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем равномерного заполнения стыка прн сварке швов с переменной разделкой, оно дополнительно содержит второй частотный фильтр, выпрямитель, схему срав- g нения, сумматор, синхронный детектор и сглаживающий фильтр, причем первый частотный фильтр настроен на частоту (®" колебания дуги, второй частотный фильтр — на двойную частоту колебания а дуги, выход первого частотного фильтра через синхронный детектор и сглаживающий фильтр связан с приводом коррекции сварочной горелки поперек

cTbIIcB выход датчика величины сварочного тока через второй частотный фильтр, выпрямитель, схему сравнения связан с регулятором амплитуды колебания электрода и через сумматор по первому входу — с приводом подачи сварочной горелки вдоль стыка, причем второй вход сумматора связан с задатчиком начальной скорос- ф ти привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, а выход датчика положения дуги — с управляющим вхо дом синхронного детектора.

187940

55

1 l

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматическому направлению электрода по стыку с использованием дуги s качестве датчика положения горелки относительно стыка при электродуговой сварке угловых и разделанных швов с колебаниями электрода поперек стыка, и может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является павышение качества сварного соеди- нения путем равномерного заполнения стыка при сварке швов с переменной ,разделкой.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве параметра, обеспечивающего регулирование амплитуды колебания электрода, используется гармоническая составляющая сварочного тока на двойной частоте поперечньгх колебаний дуги. При этом ведение горелки по стыку производится сигналом гармонической составляющей сварочного тока на частоте поперечных колебаний дуги.

На фиг. 1 даны графики гармонической составляющей тока на двойной частоте сканирования дуги при различных углах разделки свариваемых кромок: а) когда угол разделки равен 90, 63 когда угол раздело, ки больше 90 ; в1 когда угол разделки меньше 90, где А — амплитуда сканирования дуги, А — скорректированная амплитуда сканирования дуги, 3 — текущее и Х вЂ” амплитудное значение второй гармоники; на фиг. 2 — структурная схема формирования ширины шва в зависимости от разделки кромок.

Предлагаемый способ состоит в там, что при сварке с поперечным сканированием электрода из сварочного тока выделяют гармоническую составляющую на двойной частоте сканирования электрода, определяют ее амплитудное (или действующее) значение, сравнивают его с заданным и по разности формируют сигнал управления амплитудой сканирования электрода. Одновременно изменяют скорость сварки таким образом, чтобы скорость перемещения конца электрода относительно поверхности сва5

1О

35 риваемых деталей оставалась постоянной.

Устройство, реализующее данный способ (фиг. 2), содержит предварительный усилитель 1, вход которого подключен к шунту 2 в цепи сварочного тока, а выход через паласовой фильтр 3 — к сигнальному входу синхронного детектора 4, управляющий вход которого подсоединен к выходу датчика 5 положения дуги.

Выход синхронного детектора 4 через сглаживающий фильтр 6 и усилитель

7 коррекции соединен с приводом 8 коррекции сварочной горелки поперек стыка. Указанные элементы составляют канал управления положением электросварочной горелки относительно середины стыка.

Канал управления амплитудой сканирования дуги и скоростью сварки содержит паласовой фильтр 9, настроенный на двойную частоту сканирования дуги, вход которого подключен к выходу предварительного усилителя, а выход — к выпрямителю 10.

Выход выпрямителя 10 подсоединен к одному из входов схемы 11 сравнения, на второй вход которой подан опорный сигнал U o„, выход схемы 11 сравнения через усилитель 12 амплитуды подключен к регулятору 13 амплитуды колебания электрода и к входу сумматора 14, выход которбго соединен с приводом 15 подачи сварочной горелки вдоль стыка. Второй вход сумматора 14 соединен с задатчиком начальной скорости привода подачи сварочной горелки Бп.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда среднее положение колеблющейся дуги (электрода) смещено от середины стыка на величи.ну амплитуды колебания, при движении электрода к кромке шва ток увеличивается, а при удалении от нее уменьшается, но так как электрод не пересекает середину стыка, повтор"ное увеличение тока отсутствует, и частота гармонической составляющей тока дуги оказывается равной частоте вынужденных колебаний дуги.

Если среднее положение дуги совпадает с серединой стыка, то за каждый полупериод качания ток дуги увеличивается при подходе к кромке и уменьшается при удалении от нее до

20 з 1187 середины стыка, после чего электрод начинает приближаться к другой кромке, и ток снова начинает увеличиваться — в нем возникает гармоническая составляющая с двойной частотой вынужденных колебаний дуги, а гармоническая составляющая на частоте вынужденных колебаний дуги отсутству- ет. Во всех промежуточных случаях присутствуют обе гармонические 10 составляющие с различным соотношением их амплитуд.

Таким образом, при смещении оси относительно стыка в сварочном токе появляется гармоническая составляющая на частоте сканирования дуги, которая выделяется полосовым фильтром 3, детектируется синхронным детектором 4, затем сглаживается фильтром 6, усиливается усилителем 7 коррекции и поступает на привод 8 перемещения электросварочной горелки поперек стыка, который совмещает электросварочную горелку с серединой стыка. 25

При движении электросварочной горелки вдоль стыка ток дуги содержит гармоническую составляющую на двойной частоте сканирования, которая выделяется полосовым филь30 тром 9. Если ширина разделки меняется по длине стыка, то соответственно меняется амплитуда этой гар;моники. Сигнал с выхода полосового фильтра 9 через выпрямитель 10 по940 ступает на первый вход схемы 11 сравнения, на второй вход которой подается опорный сигнал, соответствующий заданному значению тока второй гармоники. По разности заданного н текущего значений амплитуды второй гармоники на выходе схемы II сравнения формируется сигнал управления амплитудой колебаний, который через усилитель 12 подается на привод 15 управления амплитудой сканирования. Одновременно сигнал с выхода усилителя 12 подается через сумматор 14 на управление приводом 15 подачи горелки вдоль стыка. Начальная скорость подачи электросварочной горелки вдоль стыка задается опорным напряжением U, приложенным к второму входу сумматора 14 °

Использование гармонической составляющей сварочного тока на двойной частоте поперечных колебаний дуги, сравнение ее амплитуды с заданной величиной и использование полученного сигнала для управления амплитудой колебаний электрода позволяет по сравнению с прототипом повысить качество сварного соединения путем повьппения достоверности информации о ширине разделки свариваемых кромок, а также получить более равномерное заполнение стыка металлом электрода при сварке швов с переменной разделкой.

1187940

Составитель В.Покровский

Редактор Н.Ивьдкая Техред А.Ач Корректор В,Гирняк

Заказ 6621/11 Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4