Устройство контроля и управления процессом контактной стыковой сварки

Устройство контроля и управления процессом контактной стыковой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочно.му производству и может быть использовано при контактной сварке оплавлением преимущественно детали развитого сечения. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет точного контроля моментов коротких замыканий и разрывов сварочной цепи. Это достигается тем, что блок контроля устойчивости оплавления выполнен на последовательно соединенны.х полосовом фильтре, выпрямителе, фильтре, компараторе-дискриминаторе, счетчике импульсов , триггере, коммутаторе. В состав б.юка контроля в.ходит формирователь имчу.чьсор. вход которого соединен с вы.ховыпрямителя, а выход формировате- .1Я импу.1ьсов соединен со счетным входом счетчика импульсов. Такая схе.ма обеспечивает прекрап1ение подачи свариваемых деталей и блокирует подачу команды на осадку. Благодаря этому удается избежать трудоемкость операции вырезки бракованных стыков . 3 ил. S сл со 4 СЛ 4 О1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1344545 (50 4 В 23 К ll/04, 11 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4053583/31-2. (22) !0.04.86 (46) 15.10.87. Бюл. № 38 (71) Институт электросварки им. Е. О. Ilaтона (72) С. И. Кучук-Яценко, В. Г. Кривенко.

А. И. Горишняков, Ф. А. Андриенко.

В. И. Хоменко и Ю. Г. 111вец (53) 621.791.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1039669, кл. В 23 К ll/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 202379, кл. В 23 К 11/24, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 1127722, кл. В 23 К ll/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ

СТЫКОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при контактной сварке оплавлением преимущественно детали развитого сечения. Изобретение позволяет повысить качество сварного сое инения за счет точного контроля моментов коротких замыканий и разрывов сварочной цепи. Это достигается тем, что блок контроля устойчивости оплавления выполнен на последовательно соединенных полосовом фильтре, выпрямителе, фильтре, компараторе-дискриминаторе, счетчике импульсов. триггере, коммутаторе. В состав б. гока кон гроля входит формирователь ими) льсов, вход которого соединен с выходом выпрямителя, а выход формирователя импуlbcAB соединен со счетным входом счетчика импульсов. Такая схема обеспечивает прекращение подачи свариваемых деталей и блокирует подачу команды на осадку.

Благодаря этому удается избежать трудоемкгцть операции вырезки бракованных стыков 3 ил.

1344545

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением преимущественно деталей развитого сечения.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет точного контроля моментов коротких замыканий и разрывов сварочной цепи.

На фиг. представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схел(а устройства; на фиг. 3 диаграммы электрических сигналов, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство контроля и управления процессом конгактной стыковой сварки (фиг. 1) содержит сварочный трансформатор 1, в первичнл ю цепь которогo включен трансформатор 2 тока. Выход трансформатора 2 тока соединен с входом полосового фильтра 3, выход hoTopol связан через последовательно включенные выпрямитель 4, фильтр 5 и компаратор-дискриминатор 6 с входом С! счетчика 7 имп,льсов. Выход выпрямителя 4 соединен (анже с входом формирователя 8, выход которого подключен к счетному входу С2 счетчика 7 импульсов.

Выход сч(T IHê(f 7 импульсов соединен с входом 8 К8-триггера 9, выход которого связан с входом коммутатора 10. Коммутатор 10 посредством выхода 11 связан с приводом 12 оплавления, посредством выхода 13 — с приводом 14 (гсадли, посредством выхода 15— с входом управления программирующего блока 16. Программирующий блок 16 связан выходом !7 с входами R счетчика 7 и

T p H I 1 (p B 9, B bt ); O 1 O %1 1 8 с B X O 3, O M I l p Hвода 12 оплавления а выходом 19 — с входом привода 14 ocaдки. Привод 12 ottлавленпя и привод 14 оса IKH связаны выходами через силовой гидропривод 20 с зажатыми в губках 21 и 22 свариваемыми деталями 23 и 24.

Полосовой фильтр 3 с(TGHT из резисторов 25 27, конденсаторов 28 и 29 и операционноп) ),(плителя 30 (фиг. 2). Выпрямитель 4 выполнен по схеме, состоящей из резисторов 31 - 33, операционнь(х усилителей 34 и 35 и диода 36. Фильтр 5 состои г из hot läåíñàòîðà 37 и резистора 38.

Компаратор-дискриминатор 6 выполнен на операционных усилителях 39 и 40, резисторах 4! 44, диодах 45 и 46. Счетчик 7 импульсов сос(оиг из последовательно соединенных элемент(1 47 счета и элемента 48 совпадения. Путем переключения входов 49 и 50 схемы 48 сoBndäåíèÿ устанавлпвак)т допус) имое количество полупериодов сварочноп) тока ((ри коротком замыкании сварочной ценfl или пропусков тока. Формировагель 8 импульсов собран по схеме триггера п резил()p(51, диодах 52 if 53, элемнтах 54 и 55 совпад(HHH. Коммутатор 10 с(н (опт из логического элемента И 56, реле 57 и диода 58. Программирук)щпй блок 16 может быгь выпол55

Формирователь 8 импульсов формирует импульсы счета, нормированные по ал(плитуде и следующие с частотой 100 Гц.

На этапе оплавления до начала повышения скорости перед осадкой на входах R счетчика 7 импульсов и триггера 9 сигнен на электронных реле времени типа ВЛ, которые с помощью выходных контактов коммутируют соответствующие исполнительные устройства и элемен1ы.

Устройство работает следующим образом.

Процесс сварки начинается с подачи на сварочный трансформатор 1 питающего напряжения и включения программирующего блока 16, которое, замыкая контакты 59, подает питание на привод 12 оплавления.

10 В результате свариваемые детали 23 и 24 начинают сближаться и их торцы оплавляются. В момент начала сплавления с выхода 17 программирующего блока 16 на входы К сче(чика 7 импульсов и триггера 9 поступает сигнал логического 0 (замыкается контакт 60 реле программирующего блока). При этом на выходах счетчика 7 импульсов появляются сигналы логического

«О», а на выходе триггера 9 -- сигнал логической «!», при ко1ором реле 57 коммутатора 10 находится в выключенном состоянии. Г!ри этом контакт 61 реле 57 замкнут, а перекидные контакты 62 находятся () таком положении, при котором свариваемые детали 23 и 24 сближаются. При оплавлении свариваемых деталей 23 и 24 сигнал, 2:) пропорциональный току сварки (фиг. 3, а), снимается с трансформатора 2 тока и подается на полосовой фильтр 3. центральная частота которого равна частоте питающей сети (50 Гц). Полосовой фильтр 3 предназначен для фильтрации част.) гы пульса30 ций сваро (чого тока, г.ревы пающеи в 4-10 раз частоту питающей сети. Лл(((литуда этих пульсаций тока и момент взрыва кон)актов, образую(цихся IIB 1()рцах оплавляемых деталей, может B п(сколько раз превышать d÷ïëHTóäó тока основной частоты.

З5 Отфильтрованный сигнал поступает на вход выпрямителя 4, с выхода которого выпрямленный сигнал переменной амплитуды частотой 100 Гц подается на входы фильтра 5 и формирователя 8 импульсов. На

4р выходе фильтра 5 формируется сигнал (фиг. 3, б), пропорциональный среднему значению сварочного тока за полпериода.

Этот сигнал затем поступает на вход компаратора-дискриминатора 6. При нормальном протекании процесса оплавления, когда сварочный ток 1- больше значения тока холостого хода 1.. и меньше тока короткого замыкания 1. °, на выходе компаратора-дискриминатора 6 будет сигнал логического «О» (фиг. 3, в). Если же 1 ° снизится до значения меньше 1.. ° или подымется до значения болыпе 1, на выходе компаратора-дискриминатора 6 появится сигнал логической «1» (фиг. З,в).

1344545 з равны .1OCHLI»CK<)>>1)> «О» и сч T IHK 7 импульсов не выполняет функцию счета. ЕсЛИ Н3 этОМ ЭтапЕ ОПЛЗВЛЕНИя ИМЕЕТ МЕСТО короткое замыкание или перерыв в протеК3НИИ ТОк3 ТО ОНИ lOH >CTHMbl И (H1,13Âление может стабилизироваться зз счет саморегулирования, что не сказывается нз качестве сварных соединений. (. момента начала повышения скорости сближения свз1;))васмых деталей перел осадкой такие нарлшения уже недопустимы. В этот момент с 1О программирующего блока 16 на входы R счетчика 7 импульсов и триггера 9 подается сигнал логической «1» (размыкает(я контакт 60).

Если с этого момента 6ул»т иметь м»сто прерывание процесса оплавления или короткое замыкание свзро ни>й цепи, на выходе компарагора-дискриминатора 6 появляется сигнал логич»с I:îé «!». В резульгат» Hll входах R и <.1 с етчика 7 ил<пузьсов Н<>НВ.<яются сигналы логи <еской «1», и импульсl>l счета, поступающие с выхода ф<>рмир >вателя 8 на вхол (.2 счетчика 7 имПУЛЬСОВ, 6УДУт IIP()X<) IHTÜ Hcl ЕГO Bl>IX() ll>l

Если длительность н<)рй шения проц«с«з Оплав. ения превысит зà:13нный иnòåðB3,1 Вр»мен (например. 3 полл периода HHT;IK>11«и сети), на соответствуюн(их выходах счетчика 7 импульсов (1 2) появляются сигн<1лы логической «1». Н3 выходе элемента 48 совпадения счетчики 7 ил>плл),< ов тзкж(Il()явится «1» Этот сигнал пере6рзсывзет триггер 9, в результате чсго срабатывает коммутатор 10, вклк>ча»т(я релс 57, которое отклк>чает программирук>щий 6.1îê 16, переключает KQHTBKT IMH 62 на реверс привод 12 оплавления и разрывает контактс>м 61 цепь питания привода 14 осалки. В р»зл II>тате свариваемые летали 23 и 24 разно(ятся и оплавление Нх торцов прекращается.

Для повторного оплавления этих деталей необходимо лишь о6ра6отзть их торцы пол сварку без трудоемкой вырезки некачественного стыка.

Устройство испытыва.н>сь при сваркс тру6 диаметром 1420 мм на машине контактной сварки К 700 l. Г!ервоначально сваривзлись трубы без нарушения устойчивости оплавления перед осадкой. Затем за счет выбора режимов сварки и настройки чан<и- 45 ны (уменьшение времени оllлавления, изменения времени ускоренного оплавления перед осадкой, изменение конечной скорости оплавления перел осадкой, неуловлетворительная зачистка труб и контактных башмаков) сварка проводилась с нарушением устойчивости оплавлс ния перед осадкой имели место локальные короткие замыкания сварочной цепи и перерывы в протекании тока. Блок контроля устойчивости o(1138ления был настроен таким образом. что, если короткое замыкание сварочной цспи или перерывы в протекании тока превып)али по длительности 4 полупериола питающей сети. устройство обеспечивало прекращение процесса сварки, разволило свариваемые трубы и блокирова10 включение

ocdлки. Повторная сварка проводилась через 5 6 мин после остывания стыка.

У(тройство обеспечивает по сравнению с протогипом следук>щис преимущества. При сварке труб болыпого лиаметра (например

1420 мм) в трассовых условиях комплексом «(:евер 1» имек>т место короткие замыкания сварочной цепи в конечной стадии

<)II,1звления непосрелственно перел осадкой или разрывы сварочной цепи. Первое явление случается наиболее часто и вызван > T(ì, что в производственных условиях контактная поверки(>сть токоведу(цих 6ашл(ак<)в загрязняется, места контактирования

6ашмзков с поверхностью трубы не всегда с<н>тветствуют по кзчс ству зачистки предъявляемым требованиям. Имеет место также

»нижеlln(:1итаю<цего напряжения.

При нзрунц нии устойчивости оплавления

l < Tp<>écTBo обе< ïå÷è Bàñ т прекращение подачи снариваемых тру6, подает команду H3 Нх развеление и 6локирус г подачу команды на ()(3ëKx, 13 сп»Т гс го улается избежать тр) ЛОЕМКОИ ОП(р<)цнн ВЫРЕЗКИ брЗКОВаННЫХ стыков.

Ф<>р.ч<>.1(1 изо< 1)(тени.ч

Усгройство контроля и управления процессом контактной стыковой сварки, содержащее (вар<>чный трансформатор, в перBH <нуx) цепь которого включен трансформ 11<>р тока, Но.(ключ»нный к входу блока к<))ггроля уст(>йчивости оплавления, выход кото(н>п> соединен с программирующим 610к<)м. Bl>lxoлы которого соединены соотвстстВ ННО с ПрИВОЛ()Л<И ОСа СКИ И ОПЛаВЛЕНИя, .<>1.)ик<)к и(е< I тем, (то, с целью повышения к;)че<тва сварного соединения за счет точного контр<).)я л(ол((и гoB Kop()TKHx ззмыканий и Гч)зрывов СB:Ið<»IHoé цепи, блок контро, IH устойчивости оплавления выполнен н3

НОС.!с 1ОВЗТ».1ЬНО (.О»ЛИ НРННЫХ ПОЛОСОВОМ фильтр», вьшрямитс.ле, фильтре, компараторе-дискриминаторе, (ц Tnèíå импульсов, триггере и коммутзторс, 3 также формирователе имплльсов, при этом вход последнего соединен с выхолом выпрямителя, 3 выход с в<ор))м вхо сом счетчика импульсов, третий вхо1 которого соединен с вторым вхз>лол(триггер;1 и третьим Bhlxoдом программирл K)ln(го 6локз. вход полосового фильтра ()p;Iин(н с вхолом блока контроля (стой IHB()cTH ()Hлзвл»ния, выход которого соедин(н с первым выxолом коммутатора, второй и тр»т™и Bl>lxo,сы которого сое 1и пены с )oTB(1 (та»ИH() с вторыми вхОла м и

НРИВОЛОВ О<)ЛЗВЛС НИЯ H ()»IIËÊÈ.

1344545

344545 КОНП.

Составитель В Грибова

Редактор 3. Слиган Техред И. Верее Корректор ll. Король

Заказ 4568/15 Тираж 969 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CC(:Ð по делам изобретений и открьпий

1 13035, Москва, Ж--35, Раушская наб . д 4 5

Гlроизводственно-полиграфическое предприятие, г. У кгород, ул Проектная, 4