Способ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением

Способ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть .использовано при контактной стыковой сварке оплавлением преимущественно деталей большого сечения. Цель - повышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени перехода к устойчивому оплавлению при возбуждении процесса сварки и при программном повышении скорости подачя перед осадкой. По способу регулирования до сваркя определяют постоянную времени сварочной машины dt, т.е. время от подачи команды на остановку движущейся машиш 1 до ее остановки. В процессе сварки по величине сварочного тока и его производной в данный момент времени определяют ожидаемую величину сварочного тока через время t. Если величина ожодаемого сварочного тока равняется току, соответствующему экстрему1и1у электрической мощности, то выдают команду на оста--- новку подвижной плиты. При уменьшении величины ожццаемого сварочного тока восстанавливают скорость подачи. При этом на 30-40Z сокращается длительность сварочного процесса. 1 ия. с Ф (/} С

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 1391 (д) 4 В 23 К 11 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИК ИЗОВГЯтяния: " ц/

К А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

KOHTAKTHOA CTbIKOBOA СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть,ис полъзовано при контактной стыковой сварке оплавлением преимущественно (21) 4147399/31-27 (22) 17.11@86 (46) 30.04.88. Бюп. у (71) Институт . электросварки им. Е.О.Патона (72) С.И.Кучук-Яценко, Ю.В.Швец, В.Т.Чередничок, В.Г.Шкурко, Б.И.Казымов, А.И.Горишняков; И.Н.Мосендз и И.Л.Лазебный (53) 621. 791. 762 (088.8) (56) Кучук-Яценко С.И., Лебедев В.К.

Контактная стыковая сварка непрерывным оплавлением. К.: Наукова Думка, 1976, с. 58-62..

Авторское свидетельство СССР

9 903026, кл. В 23 К 11/04, 1980. деталей большого сечения. Цель - по- . вышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени перехода к устойчивому оплавлению rrpu возбуждении процесса сварки и при программном повышении скорости подачи перед осадкой. По способу регулирова- ния до сварки определяют постоянную времени сварочной машины Мй, т.е. время от подачи команды на остановку движущейся машины до ее остановки.

В процессе сварки по величине сварочного тока и его производной в данный момент времени определяют ожидаемую величину сварочного тока через время

Если величина ожидаемого свароче ного тока равняется току, соответствующему экстремуму электрической мощности, то выдают команду на оста» новку подвижной плиты. При уменьшении величины ожидаемого сварочного тока восстанавливают скорость подачи. При этом на 30-40Х сокращается длительность сварочного процесса. 1 ип.

1391827

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использова" но при контактной стыковой сварке оплавлением, преимущественно деталей большого сечения.

Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени перехода к устойчивому оплавлению при воз- 10 буждении процесса сварки и при программном повышении скорости подачи перед осадкой.

На чертеже представлена схема реаяизации предлагаемого способа. 15

По предлагаемому способу регулирования выработанный сигнал (П „,р) имеет вид ц„„= k$z, — (z, + — 1 а )), (1)

20 где k - коэффициент пропорциональности;

I — действующее значение тока, соответствующее экстремуму электрической мощности;

I — мгновенное действующее значение сварочного тока в момент времени

aI значение производной сварочdt ного тока по времени в момент времени t;

at — постоянная времени сварочной машины.

В том случае, когда выработанный сигнал (U „р) меньше установленного сигнала (U,), то управление процессом 35 сварки ведут по выработанному сигналу. Если выработанный сигнал больше или равен установленному, то регулирование ведут по установленному сигналу. Иными словами управляющий сиг- 40 нал для скорости подачи по предлагаемому способу имеет вид

UzÄÄ npz Ua

0 пр (2)

Uî,при Uî,- Пупыр с

Предлагаемый способ регулирования позволяет избежать коротких замыканий и тем самым сократить длительность переходных процессов. Это объясняется тем, что при приближении сварочного тока к току короткого замыкания управление по предлагаемому способу происходит по выработанному сигналу (1), Kotopый учитывает время

at. Время a t характеризует инерцион1 ность сварочной машины, его определяют до сварки следующим образом: производят подачу подвижной плиты сварочной машины с различными скоростями перемещения, входящими в диапазон скоростей, применяемых при,сварке, например 0,2, 0,6 и 1 мм/с, затем выдают команду на остановку и по записи на регистрирующем приборе определяют время между моментом выдачи команды на остановку и остановкой подвижной плиты. По полученным результатам определяют среднее время at которое и является параметром регулирования процесса.

Физическая сущность величины aat заключается в том, что в течение данного времени команда на снижение скорости не выполняется из-эа инерционности привода сварочной машины. Сумма

dIg

I0 + — — .at определяет ток, который максимально возможен через время at если не будет происходить снижение скорости подачи. Управляющий сигнал

dI< равен нулю когда I + — — at = 1

Э д о> т.е. команда на остановку подвижной плиты будет выдана на время at раньше, чем действительный сварочный ток (I ) будет равняться I А за время

at произойдет остановка подвижной плиты и короткого замыкания, а тем более реверса, наблюдаться не будет.

° Производная тока при выработке сигнала управления дает воэможность поднять среднюю скорость подачи за счет того, что при сварочных токах, близких к I, но уменьшающихся по величине, скорость подачи не убывает..

При этом происходит более полное использование энергетических показате-, лей сварочной машины с учетом ее инерционных свойств, сокращается время перехода К устойчивому оплавлению при возбуждении процесса оплавления и при программном повышении скорости перед осадкой.

При управлении по предлагаемому способу, применяемому преимущественно для больших сечений, не происходит повышения скорости выше заданного программой уровня. Это объясняется тем, что при сварке больших сечений оптимальную зону разогрева получают при скоростях подачи О, 15 и 0,25 мм/с, применение более высоких скоростей нецелесообразно, так как приводит к недостаточной зоне разогрева и ухудшению качества сварного соединения.

1391827 йЕ,.

Для вычисления выражения I + — — х

dt х at применен дифференциатор-усилитель, выходной сигнал которого опре- 5 деляется выражением

БВы„— (К/R1«U, + RC — ), здесь Ui соответствует I < RC — at а R = R1 и поэтому выходной сигнал

10 определяется как U = -(I + — —.4t) сП

В их с1

Вместе с заданным значением тока

Е -U „„ подается на сумматор, на вы- 15 ходе которого получается требуемая функциональная зависимость.

Дальнейшее преобразование сигнала происходит в соответствии с предлагаемым алгоритмом следующим образом. 20

Сигнал U(I ) соответствующий току Е,, поступает на 1-й вход сумматора; собранного на операционном усилителе, на второй вход которого поступает преобразованный сигнал, соответ- 25 ствующий текущему значению тока Е

ИХОЙ и его производной, с выхода сумйа матора разность этих сигналов поступает на 1-й вход компаратора U Вы, gp на 2-й вход которого поступает заданное значение Бь, причем, если U Пbllp то сигнал на выходе компаратора имеет высокий потенциал, коммутатор К1 закрыт, но на выходе инвертора D1 сигнал имеет низкий уровень, поэтому открыт коммутатор К2 ЛР Ппыр °

Наоборот, если U 4 U Вы открывается коммутатор К1, закрывается ком- 40 мутатор К2 пр 0

Контроль за реализацией данного способа возможен при помощи приборов, регистрирующих сварочный ток и пере- 45 мещение подвижной плиты. По анализу полученных диаграмм можно судить об устойчивости оплавления (отсутствии коротких замыканий), времени выхода на заданную скорость оплавления. 50

Примером применения предлагаемого способа может служить сварка рельсов

P-65 непрерывным оплавлением. При сварке по известному способу в течение времени t „ = 60 с оплавление ведут на повышенном напряжении для возбуждения устойчивого процесса, затем напряжение снижают и ведут процесс оплавления для обеспечения нужной зоны разогрева t = 115 с. При достижении нужной зоны разогрева производят повьппение скорости в течение t = 10 с.

Суммарное время сварки составляет св., = f85 с. управление процессом по предлагаемому способу дает воэможность в данном случае сократить время переходных процессов (возбуждение устойчивого процесса оплавления, повьппение скорости перед осадкой) на ЗОХ, т.е. время, необходимое для возбуждения устойчивого оплавления t = 42 с, время, необходимое для обеспечения нужной зоны разогрева, не изменяется — 115 с. Повьппение скорости оплавления перед осадкой за счет полного использования энергетических показателей машины снижается до t3 = 7 с.

Общее время сварки по предлагаемому способу управления t = 164 с, что

СВ 2 позволяет повысить производительность процесса сварки.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса контактной стыковой сварки оплавлением, при котором скорость подачи подвижной плиты изменяют по заданной программе, с, скорость подачи подвижной плиты перед остановом снижают пропорционально приросту тока оплавления, остановку подвижной плиты производят при токах оплавления, соответствующих экстремуму электрической мощности, выделяемой в стыке, а по.мере снижения тока оплавления при переходе к останову заданную скорость восстанавливают, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, процесса сварки за счет сокращения времени перехода к устойчивому оплавлению при возбуждении процесса сварки и при программном повьппении скорости подачи перед осадкой, до начала процесса сварки измеряют постоянную времени машины дt, равную промежутку времени от подачи команды на останов подвижной плиты до ее останова, а в процессе сварки измеряют величину тока оплавления и его производную в данный момент времени, по которым определяют ожидаемую величину тока оплавления через время пс, причем, если ожидаемая величина тока оплавления равняется току оплавления, соответствующему экстремуму электрической мощности, то вьщают команду на останов подвижной плиты.

1391 827

gnp

Составитель В.Грибова

Текред М.Ходанич Корректор М.NaKcHMHEHHeu

Редактор Т.Парфенова

Заказ 1850/16

-Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4