Устройство для контроля качества сварного шва при роликовой сварке

Устройство для контроля качества сварного шва при роликовой сварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.в 138283

Класс 42k, 46„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л(>дп((сна.г яругг)га Л3 172

В. В. Горский, Л. Т, Бабкин и А. А, Гусев

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНОГО

ШВА ПРИ РОЛИКОВОЙ СВАРКЕ

3()(гал(.«о эя <«)»!)p» 1Ч:)9 г за № 6448;)!г)З) к Iio<»

): <)т<<1)ыт)!)! )<1)и (".oBer(! .Ч)<)

O!<< o it!i«)l) I!lo ))::<)«)л. !ere«< i

ИЗВ cTllbi ) стРОиства д Isl KoIIT /)oл)! ИЯЧ(ствс! св>1Р 1!Ого шва IIPJJ 1)Оликовой сварк(, действие которых (хенова!и) на измерении раздвпжс1!Ия роликов контактной сварочной машины, вызываемого силами теплового расширения металла в сварном контакте

Устройства эти содержат заполнсllHblé жидкостью сильфон, связанНЫЙ C ПОДВИжпЫМ CBaPHbIM PO JHJ(O) t, ЭЛ(KTPJI геCKHH 3HT II!K, фПКСНРУЮIJJlJI, изменение уровня жидкости в соединенном с с)1льфо(гох! сосуд, происходящее в результате сжатия сильфона подвижным роликом, i

ТаК>Кс электромагнит, управляющий отк;JJo

Основной недостаток устройств подоо11ого рода обычно с()стоит H том, что они нс обладают достаточ11ой чувствитсльностьк).

В предложенном устройстве чувствительность 1!Овьппсна благодаря применению гидравлического усилителя, содержащего гидравлический цилиндр, соединенный с сильфоном и заполне!шый жидкостью. В цилиндре расположен поршенск, механически casual!lib с якорем эл(ктрического индуктивного датчика и с якорем электромагнита. Последни!! слуЖИТ ДЛЯ фИКСЯЦИИ НУЛЕВОГО ПОЛО>К(НИЯ ЯКОРЯ ДЯТЧИКЯ В II!IT(JPBcJЛЯХ между подачсй импульсов сварочного типа.

Кроме того, верхняя и нижняя полости упомянутого гидравличсcK, )го цилиндра соединены между собой перспускным отверстием. Этим joстигастся устранение погрсшности измерения, создаваемой медлс!шымн изменениями то IlllHHbl свариваемых листов.

На фиг. 1 а и б) схематически изображено соответственно в двух продольных разрезах предложенное устройство при разных положениях поршенька его гидравлического цилиндра; на фиг. 2 — электрическая схема соединений электромагнита устройства с его индуктивным датчиком; на фиг. 3 — подвижный электрод контактной Bdpo шой машины с встроенным в него устройством.

N 13()233

Устройство состоит пз снльфонцой камеры 1, гидравлического цилиндра 2, дифференциального индуктивного датчика 8 и электромагнита 4. Нижняя юбка сильфона припаивастся к базе 5, посредством которой устройство соединяется с подвижным роликом сварочной машины, а верхняя — к выточке цилиндра 2. Внутренняя полость сильфона и цилиндр заполнены маслом до уровня, показанного на фиг. 1 и пунктирной линией. В расточке цилиндра 2 установлен пустотелый поршенек 6.

Верхняя и нижняя полости цилиндра 2 соединены между собой перепускным отверстием 7 с калиброванным сечением. На штоке 8 поршенька б размещены якорь 9 электромагнита 4 и якорь 10 индуктивного дифференциального датчика 8. Электромагнит и датчик смонтированы в корпусе 11, жестко связанном с цилиндром 2 посредством резьбового соединения.

Установочное кольцо 12 служит для изменения положения магнитопроводов индуктивного датчика 8 относительно его якоря 10, Это кольцо навернуто на сердечник электромагнита 4. Подвод тока к обмоткам датчика и электромагнита осуществляется через штыри 18, укрепленные в текстолитовых дисках 14, Перед началом сварки, цо после того, как верхний ролик будет опущен на изделие и будет установлено требуемое давление, корпус устройства жестко крепится к станине сварочной машины зажимом 15.

При этом поршенек б находится в нижнем исходном положении н удерживается в нем электромагнитом (вместо электромагнита можно использовать пружину), а якорь 10 датчика 8 располагается точно посредине его воздушного зазора. Обмотка электромагнита включена в катодную цепь тиратрона Л, (фиг, 2) мультивибратора игнитронного прерывателя типа ПИШ. На фиг. 2 приведена только часть электрической схемы — тиратронный мультивибратор, посредством которого формируются время протекания сварочного тока и длительность паузы между импульсами тока.

Во время паузы открыт тиратрон Ль Протекающий по нему и обмотке электромагнита 4 ток удерживает якорь 9 в притянутом состоянии. По окончании паузы тиратрон Л гаснет, и обесточенная обмотка электромагнита 4 освобождает якорь 9, а с ним и всю подвижную систему устройства. Одновременно загорается тиратрон Л и в сварочной цепи машины появляется импульс тока.

Таким образом, посредством электромагнита осуществляется надежное фиксирование нулевой линии отсчета устройства во время ка кдой паузы и перед сваркой.

Обмотки дифференциального индуктивного датчика являются плечами измерительного активно-индуктивного моста М. Мост питается от лампового генератора. Балансировка моста 31 осуществляется перемещением движка потенциометра R и регулировкой положения якоря 10 в воздушном зазоре датчика 8. Напряжение с измерительной диагонали моста iVi усиливается электронным усилителем и подается на регистрирующий прибор (шлейфовый осциллограф типа МПО-2. электронный осциллограф нли др. прибор).

Г1ри прохождении импульса сварочного тока металл в сварном контакте расплавляется. его объем увеличивается, и начинается раздвнженис роликов (фиг. 16). Так как нижний ролик или оправка укреплены жестко, то под действием сил P теплового расширения металла верхнни ролик, а с ним н база 5 устройства переместятся вверх на некоторую величину б, составляющую 8 — 10 (от суммарной толщины Л свариваемых дсталеи. Поскольку корпус устройства жестко связан со станиной сварочной машины, то псрсмлценпс базы 5 вызывает сжатие сильфона на ту же величину

Вытесненное из сильфона масло устремляется в направлении поршенька 6 и перснускного отверстия 7. В связи с тем, что рабочее сечение сильфона в К раз больше поперечного сечения расточки цилиндра

2, где находится поршенек 6, вытесненный из сильфона объем масла переместит поршенек 6 вверх на величину в К раз большую, чем б.

Следовательно, сильфонная камера 1 и цилиндр 2 представляют сооой практически безынерционный гидравлический усилитель с коэффициентом К усиления, равным отношеник1 их рабочих площадей.

Преобразование механического перемещения подвижной системы устройства в электрический сигнал производится дифференциальным индуктивным датчиком 8. Смещение якоря 10 датчика с нейтрали нарушает балансировку моста М, и в его диагонали появляется напряжение, пропорциональное механическому перемещению поршенька 6, а следовательно, и верхнего ролика сварочной машины.

Для уменьшения инерционности подвижной системы устройства дюралюминиевый поршенек 6 сделан пустотелым. а якори 9 и 10 вырезаны из листовой электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Вес поршенька, штока и якорей немного больше веса вытссненного поршеньком обьема масла в цилиндре 2. Благодаря этому подвижная система устройства в точности воспроизводит изменение положения уровня масла в нижней камере цилиндра 2 прн быстрых перемещениях базы 6 во время сварки, Как только наступает пауза, металл в сварном контакте начинасг быстро остывать и уменьшается в ооъсме. Верхний ролик перемещается вниз на величину, близкую к о, сильфон растягивается и втягивает в себя масло из цилиндра. Под действием образовавшегося разряжения поршенек 6 устремляется вниз. Одновременно в действие вступает электромагнит 4 и ускоряет возвращсннс подвижной системы устройства на нулевой уровень отсчета.

В процессе сварки неизбежны ооН роликов и разнотолщннность свариваемых деталей. Они вызывают перемещения верхнего ролика и д<формацию сильфона на величины, близкис к уровню раздвижения роликов, вызываемого тепловым расширением металла в сварном контакте.

Для уменьшения влияния этих помех на точность измерений служит псрспускнос отверстие 7.

Так как во время пауз подвижная система устройства удерживается электромагнитом, то выравнивание давлений между верхней и нижней полостями гидроцилиндра будст происходить за счст неретскания масла через перепускное отверстие 7.

Во время прохождения импульса сварочного тока подвижная система устройства освобождается, и на полсзный сигнал накладываются помехи. Однако эти помехи оказываются тем меньше, чем больше пауза между импульсами сварочного тока. Практически она исключается, когда длительность паузы в 4 — 5 раз больше длительности импульса то ка. Перетекание жс масла через псрепускнос отверстие 7 в момснт образования сварной точки ничтожно, так как его рабочее сечение в 70—

100 раз меньше площади расточки цилиндра 2, а время протекания импульса сварочного тока составляет 0.04 — О,! сок, При изменении температуры масла выравнивание давления между полостями цилиндра 2 происходит также через это псрспускное отвсрстис.

Таким образом, нсрспускнос отверстие выполняет роль ннзкочастоrного фильтра и темнсратурного компенсатора.

Устройство может встраиваться в подвижной электрод сварочной машины илн располагаться снаружи.

¹ 130233

В качестве примера на фиг. 3 показана конструкция подвижного электрода сварочной машины для сварки труб с встроенным в него устройством.

Устройство расположено внутри пустотелого ползуна 16, к фланцу которого крепятся его база 5, токоподводящая шина 17 и опорная полувилка !8 верхнего ролика 19.

Ползун 16 свободно перемещастся в направляющем цилиндре обоймы 20, укрепленной на станине 21 сварочной машины. Для уменьшения сил трения ползуна 16 о стенки направляющего цилиндра обоймы 20 в последней установлены шарикоподшипниковыс опоры (на фигуре не показаны). Фиксация корпуса П относительно станины сварочной машины осуществляется зажимом 15. Давление на ролик 19 от механизма сжатия передается через винт 22, стакан 28, пружину 24, ползун 16 и полувилку 18. Пружина 24 служит в качестве упругого элемента. вo=принимающего на себя быстрые перемещения ролика 19, вызываемы тепловым расширением металла в сварном контакте. Свариваемые внахлестку трубы 25 надеваются на оправку 26, приводимую во вращение электрическим двигателем.

Верхний ролик 19 свободно вращается на валике 27, укрепленном в опорной полувилкс 18 посредством конусной затяжки, Силы теплового расширения металла в сварном контакте вызываю:. перемещения ролика 19 вверх. Так как корпус 11 устройства перед началом сварки жестко крепится к станине 21 сварочной машины зажимом

15, то вертикальные псремещения ролика 19 приводят к сжатию сильфонной камеры 1.

Предмет изобретения

1. Устройство для контроля качества сварного шва при роликовой сварке, основанное на измерении раздвижения роликов контактной сварочной машины, вызываемого силами теплового расширения металла и сварном контакте и содержащее заполненный жидкостью сильфон, связанный с подвижным сварным роликом, электрический датчик, фиксирующий изменение уровня жидкости в соединенном с сильфоном сосуде, в результате сжатия последнего подвижным роликом, а также электромагнит, управляющий отключением сильфона в интервалах между подачей сварочных импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в нем применен гидравли: ñ ский усилитель, содержащий соединенный с сильфоном и заполненный жидкостью гидравлический цилиндр, и заключенный в цилиндре пори енек, механически связанный с якорем электрического индуктивного датчика и с якорем электромагнита, служащего для фиксации нулевого положения якоря датчика в интервалах между подачей импульсов сварочного тока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ c e с я тем, что, с целью устранения погрешности измерения, создаваемой медленными изменениями толщины свариваемых листов, верхняя и нижняя полости цилиндра соединены между собой перепускным отверстием, № l30233

Редактор P. А. Гальцева Техред А. А. Камышникова Корректор Г. C. Голубятникова

Зак. 6435 Цена 75 коп. Тираж 900

Подп. к печ. ЗХ111-60 r. Формат бум. 70X108 /|г Объем 051 п. л.

Информационно-издательский отдел Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Центр, М. Черкасский пер., д.2/6.

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Советс Министров СССР

Москва, Петровка, 14