Устройство контроля положения дуги на торце ленточного электрода

Устройство контроля положения дуги на торце ленточного электрода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧНжИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (594 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3737395/25-27 (22) 29.03.84 (46) 15.03.86. Бюл. й- 10 (71) Ждановский металлургический институт (72) С.В.Гулаков, О.Д.Темирбек и Б.И.Носовский .(53) 631.353.4.002(088.8) (56) Пацкевич И.Р., Рыков А.И., Соловской В.М. Особенности горения дуги при наплавке порошковой лентой.

-Сварочное производство, 1971, Ф 4, с. 27-29.

Лещинский Л.К., Лаврик. П.Ф., Тарасов В.В., Бесхлебный В.A. Особенности переноса электродного металла и процесса легирования при наплавке лентой. -Сварочное производство, 1969, N - 1, с. 10-11.

Размышляев А.Д. Перемещение дуги при плавлении ленты под флюсом. -Ав.томатическая сварка, 1983, N- 6, с. 70, 71; (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ДУГИ НА ТОРЦЕ ЛЕНТОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА, включающее датчик в виде двух параллельных рядов контактных щупов, расположенных на вылете электрода, и регистрирующее устройство, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения положения дуги, в устройство введены блок усилителей с числом каналов, равным числу контактных щупов в нижнем ряду датчика, блок выделения максимального сигнала, нормирующий блоК, блок определения пары контактных щупов с максимальным сигналом и преобразователь, при этом выводы верхнего ряда контактных щупов датчика параллельно подключены к общему входу блока усилителей, а каждый вывод контактного щупа нижнего ряда датчика подключен к соответствующему сигнальному входу блока усилителей, последний через блок выделения максимального сигнала подключен к входу нормируемого блока, первый выход которого через блок определения пары контакт- {, ных щупов с максимальным сигналом, а второй непосредственно соединены с соответствующими входами преобразователя, выход которого соединен с регистрирующим устройством.

laaaL

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения избирательности датчика, Cb количество симметрично расположенных относительно оси электрода контактных ® щупов верхнего ряда датчика на два меньше, чем нижнего ряда.

12

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для процесса исследования или управления характером перемещения дуги по торцу ленточного электрода.

Цель изобретения — повышение точности замеров при контроле положения дуги на торце ленточного электрода за счет вьщеления сигнала, характеризующего координаты точки с максимальным падением напряжения на вылете электрода и регистрации во времени координаты этого сигнала.

На фиг. 1 приведены кривые распределения электрического потенциала при горении дуги; на фиг. 2— функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 — электрическая схема устройства; на фиг. 4— размещение контактных щупов датчика на ленточном электроде.

При горении дуги плотность тока по ширине вылета ленточного электрода распределяется неравномерно. Максимальная плотность тока наблюдается над активным пятном дуги.

Зная характер распределения тока по ширине вылета, можно определить местоположение дуги.

При этом достаточно знать место расположения максимума кривой распределения плотности тока по ширине ленточного электрода и совершенно необязательно иметь представление о форме этой кривой, а также об абсолютных значениях тока на различных участках ширины ленточного электрода.

Таким образом, для определения места горения дуги на торце ленточного электрода необходимо измерять распределение падения напряжений по ширине ленточного электрода, выявить максимум этого распределения и его координату относительно одного из краев электрода, преобразовать эту информацию в электрический сигнал, величина которого будет пропорциональна этой координате, и подать этот сигнал на регистрирующее устройство, например осциллограф. По перемещению луча осциллографа можно однозначно судить о движении дуги по торцу ленточного электрода.

Можно измерить распределение тока по ширине вылета электрода, определив распределение падений напряжения на фиксированном участке длины вылета

17601 1

Поскольку максимальная чувстви20 тельность имеет место при положении

55

50 электрода. С этой целью под токоподводом устанавливают токосъемное устройство (фиг ° 2 и 4) с контактными иглами, расположенными поперек вылета ленточного электрода в два ряда. Максимальной плотности тока будет соответствовать максимальный потенциал, снятый с соответствующей пары токосъемных щупов, расположенных над областью активного пятна дуги.

На фиг. 1 приведены кривые распределения электрического потенциала при горении дуги у левого края торца электрода (кривая а ), на расстоянии

0,25 Ь от левого края электрода (кривая b), где b — ширина ленты, в центре электрода (кривая С ). дуги на краю электрода, а минимальная — в центре, то уменьшить ее чувствительность при положении дуги на краю электрода и повысить чувствительность при положении дуги по цент. ру электрода, т.е. улучшить избирательность выделения максимального сигнала, можно, исключив из верхнего ряда два крайних щупа (фиг,. 1, кривая ц ). Исключение большего количества контактных щупов приводит к искажению получаемой информации, что не позволяет однозначно судить о положении дуги на торце электрода.

Устройство содержит (фиг. 2) блок 1 датчиков, выходы которого подсоединены к выходу блока 2 усилителей. Выход последнего подключен к блоку 3 вьщеления максимального сигнала, соединенного в свою очередь с входом нормирующего блока 4,. первый выход которого подключен к первому входу преобразователя 5, а второй выход — к входу блока 6 определения пары контактных .щупов, сигнал на которых в данный момент времени максимален, выход которого соединен с вторым входом преобразователя 5, выход которого подключен к регистрирующему прибору 7.

Более подробно устройство поясняется с помощью упрощенной электрической схемы (фиг. 3) . При наплавке ленточным электродом 8 сварочный ток проходит через токоподвод 9, вылет электрода 8, дугу 10, которая Может перемещаться по торцу электрода 8, и изделие 11.

1? 17601

1О

l5

Сигнал с электрода снимается с помощью датчика 1 (фиг. 4), представляющего собой два ряда контактных игл

12, прижатых пружинами 13 к электроду 8.

Сигналы с этих игл поступают на входы блока 2 усилителей с количеством ка— налов усиления, равным числу контактных игл в нижнем ряду. Верхний ряд электрически соединен между собой и подключен к общему проводу всех каналов блока 2 усилителей. К выходам блоков усилителей (фиг. 3) подключен блок 3 выделения максимального сигнала, состоящий из диодов 1- 8 и резистора Я 10. Выходы этого блока подключены к входам нормирующего блока, преобразующего сигналы усилителя в сигналы двух уровней: максимальный сигнал — в сигнал логического "0", а все остальные сигналы — в сигналы логической "1".

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) на резисторах Я 1- 9 преобразует эти сигналы в выходной аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна расстоянию от одного края электрода до дуги. Если этот сигнал подают. на регистрирующий прибор, например осциллограф, то его луч будет смещаться от нулевого положения на расстояние, пропорци— ональное расстоянию дуги от края электрода, т.е ° однозначно фиксировать характер перемещения дуги по торцу электрода.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, характеризующие величину падения напряжения в точках расположения контактных щупов, усиливаются блоком 2 усилителя.и затем подаются в блок 3 выделения максимального сигнала, характеризующего положение дуги, в нормирующем блоке 4 производится кодирование всех сигналов, поступающих с контактных щупов (фиг. 3), максимальный сигнал приводится к логическому нулю, все остальные — к логической единице.

Затем определяется номер датчика, с которого поступает максимальный сигнал. Эта информация поступает в преобразователь 5, на управляющий вход которого подается сигнал с нормирующего блока 4. Преобразователь формирует управляющий сигнал для регистрирующего устройства 7, например осциллографа.

При перемещении дуги по торцу электрода открывается тот диод блока 3, который подключен к выходу блока 2 с максимальным выходным сигналом. Все остальные диоды запираются разностью этого максимального напряжения и напряжения на соответствующих выходах, к которым подключены эти диоды.

При горении дуги у левого края электрода максимальное напряжение будет на первой паре датчиков. При этом откроется диод 1. Остальные диоды будут заперты. При последовательном перемещении дуги по торцу слева направо будут поочередно открываться диоды 2 — 8, так как максимальный сигнал будет поочередно сниматься со щупов 12. Напряжения на всех диодах, кроме открытого, будут равны выходным напряжениям соответствующих каналов блока 2 усилителей, так как сопротивления запертых диодов значительно больше сопротивления резистора $ 10.

Напряжения с каждого диода поступают на входы пороговых элементов (триггеров Шмитта) нормирующего блока 4, которые срабатывают, если напряжения на их входах по абсолютной величине превышают падение нап- ряжения на открытом диоде °

Величина выходного сигнала порогового элемента может принимать только два значения: близкое к нулю или к напряжению источника питания в зависимости от того, выше или ниже порога срабатывания сигнал на входе.

Таким образом, на всех выходах пороговых элементов будет логический

"0", кроме элемента, вход которого в данный момент времени подключен к открытому диоду. К выходам триггеров блока 4 подключена резистивная матрица. Совместно с триггером эта матрица представляет собой цифроаналоговый преобразователь, напряжение на выходе которого зависит от того, на каком из выходов блока 4 — логическая "1". Если логическая "1" на выходе верхнего триггера, то напряжение на выходе ЦАП максимально.

Если "1" на выходе нижнего триггера, то напряжение на выходе ЦАП минимальное.При появлении логической "1" последовательно сверху вниз на выходах триггеров напряжение на выходе

ЦАП будет ступенчато уменьшаться от

1217601

0,78

0Н р5 Д75

Отмосмтеламоя иагрил а р.мл луРа

Фиг/ максимального значения до минимального. Величины этих напряжений зависят от напряжения .источника питания блока 4 и соотношения величин сопротивления резисторов

К1-R9.

Таким образом, при последовательном перемещении дуги по торцу ленточного электрода от одного края к другому максимум падения напряжения на вылете электрода также будет перемещаться в соответствии с перемещением дуги. Синхронно с этим максимумом поочередно будут открываться диоды 1- Я, и в соответствии с этим последовательно на выходах триггеров блока 4 будет появляться сигнал логической "1", управляя работой ЦАП, сигнал на выходе которого будет изменяться в соответствии с перемещением дуги по торцу, отклоняя луч осциллографа пропорционально этому сигналу. При этом степень отклонения луча осциллографа однозначно указывает на положение дуги ! на торце электрода.

Использование предлагаемого устройства позволит изучить влияние

1ð различных внешних факторов (марки флюса, электрода, параметров режима, характеристик источника питания магнитных полей и др.) на характер перемещения дуги по торцу ленточного электрода, так как характер перемещения дуги в значительной мере определяет закономерности плавления электрода, основного металла и флюса, формирование качественного наплавленного слоя, а следовательно, обеспечить высокую точность определения положения дуги.

1217601

1217601

Составитель В. Ткаченко

Редактор Ю. Середа Техред О.Неце.Корректор И. Муска

Тираж 1000

Заказ 1039/17

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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