Устройство контроля процесса плавления дугой ленточного электрода

Устройство контроля процесса плавления дугой ленточного электрода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для исследования или управления характером перемещения дуги по торцу ленточного электрода и изучения закономерности процесса его плавления в области горения дуги. Цель - повьппение точточности контроля положения дуги на торце ленточного электрода и обеспечение регистрации оплавления его торца . Отображение информации о форме междугового промежутка, соответствующего изменению формы торца электрода за счет оплавления его дугой, производится подачей на развертьшающий вход осциллоскопа переменного прямоугольного напряжения, промодулированного сигналом напряжения на дуге. На сигнальный вход подают сигнал, соответствующий паре контактных щупов датчика, под которыми в данньй момент времени горит дуга. Для повышения точности работы в устройство введены генератор линейно изменяющегося напряжения и приоритетный шифратор, выделяющие сигнал от датчика с максимальным уровнем, и блок синхронизации , обеспечивающий повышение устойчивости работы. 4 ил. сл оо со сл 4ib ОО

СОЮЗ СОВЕТС((ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 В 23 К 9/04, 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4141124/31-27 (22) 31.10.86 (46) 15.05.88. Бюл, № 18 (71) Ждановский металлургический институт (72) С.В. Гулаков, Б.И. Носовский и М.В. Головачев (53) 621.791.753.9(088.8) (56) Размьппляев А.Д. Перемещение дуги при плавлении ленты под флюсом.- Автоматическая сварка, 1983, № 6, с.70-71, Гулаков С.В. и др. Устройство для контроля перемещения дуги по торцу электродной ленты. - Автоматическая .сварка, 1985, № 4, с.64-66.

Авторское свидетельство СССР № 1217601 кл. В 23 К 9/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА

ПЛАВПЕНИЯ ДУГОЙ ЛЕНТОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА (57) Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для исследования или управления характером перемещения дуги по торцу ленточ„„SU„„1395437 А 1 ного электрода и изучения закономерности процесса его плавления в области горения дуги. Цель — повьппение точточности контроля положения дуги на торце ленточного электрода и обеспечение регистрации оплавления его торца. Отображение информации о форме междугового промежутка, соответству щего изменению формы торца электрода за счет оплавления его дугой, производится подачей на развертывающий вход осциллоскопа переменного прямоугольного напряжения, промодулированного сигналом напряжения на дуге.

На сигнальный вход подают сигнал, соответствующий паре контактных щупов датчика, под которыми в данный момент ® времени горит дуга. Для повьппения точности работы в устройство введены генератор линейно изменяющегося на- С пряжения и приоритетный шифратор, выделяющие сигнал от датчика с максимальным уровнем, и блок синхронизации, обеспечивающий повьппение устой чивости работы. 4 ил.

1395437

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для процесса исследования или управления характером перемещения дуги: по торцу лен5 точного электрода и изучения процесса его плавления в области горения дуги.

Цель изобретения — повышение точности контроля положения дуги на тор-10 це ленточного электрода и обеспечение регистрации закономерности плавления его торца в области горения ( цуги.

На.фиг.1 приведена структурная 15

1 схема устройства, на фиг,2 и 3

Конструкция блока,цатчиков и зона их распопожения на выпете ленточного электрода, на фиг.4 — кривые распределения электрического потенциала в 20 вылете ленточного электрода при переь ещении дуги по его торцу.

Устройство содержит (фиг.1) блок

1 датчиков, блок 2 усилителей, блок

1 выделения максимального сигнала, формирующий преобразователь 4, приоритетный шифратор 5, блок 6 памяти, цифроаналоговьй преобразователь ?, блок 8 синхронизации, генератор 9 линейно уменьшающегося напряжения, 30

Модулятор 10, генератор, 11 прямоуголь 1ых импульсов и регистрирующий прибор 12.

Блок 1 датчиков„ блок 2 усилителей, блок 3 выделения максимального сигHR-35 ла, нормирующий преобразователь 4, приоритетный шифратор 5, блок 6 памяти и блок цифроаналогового преобразователя 7 последовательно соединены между собой, причем первый выход бло-g0 ка 8 синхронизации соединен со вторым (синхронизирующим) входом блока 6 памяти, а второй — через генератор 9 линейно уменьшающегося напряжения подключен ко второму входу блока 3 45

Выделения максимального сигнала, при этом вход блока 8 синхронизации подключен к второму выходу приоритетного шифратора 5, а выход цифроаналогового преобразователя 7 подключен к входу

Х регистрирующего прибора 12 (осцил! лоскопу), вход которого соединен с выходом модулятора 10, первый вход которого подключен к генератору 11 прямоугольных импульсов, а на второй вход подано напряжение со сварочной дуги, Принцип работы устройства состоит в следующем.

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

Зная характер распределения тока по ширине вылета, можно определить место положения дуги, которая будет располагаться над щупом датчика, потенциал на котором имеет максимальное значение. На фиг.4 приведены кривые распределения электрического потенциала при горении дуги у левого края торца электрода (кривая а), на расстоянии 0,25В от левого края электрода (кривая в), где  — ширина лен ты, и в центре торца электрода (кривая с).

Выделив сигнал с максимальной, амплитудой в каждый момент времени и определив номер пары контактных щупов, можно выявить местоположение дуги относительно торца в данный момент времени.

Сигналы с блока 1 датчиков усиливаются блоком 2 усилителей и поступают на блок 3 выделения максимального сигнала, представляющего собой многоканальный аналоговый компаратор с числом каналов, равным числу пар контактных щупов.

На вторые входы этих же компараторов поступает линейно уменьшающееся пилообразное напряжение с генератора 9. При равенстве напряжений на входе одного компаратора на выходе его скачкообразно изменяется уровень напряжения, которое по цепи канала нормирующего преобразователя 4 трансформируется в уровень, необходимый для работы приоритетного шифратора 5.

Если напряжения с выхода блока 2 усилителей, поступающие на входы всех каналов блока 3 выделения максимального сигнала, различны (поскольку кривая распределения потенциала по ширине вылета всегда имеет максимум над точкой горения дуги), а на одном из входов это напряжение имеет максимальное значение по отношению к другим, то первым сработает компаратор в том канале, на вход которого поступает наибольшее напряжение, так как момент наступления равенства линейно уменьшающегося пилообразного напряжения и входного напряжения с датчика первым произой1395437 дет в канале, входной сигнал которого максимален.

Выходы всех каналов блока 3 выделения максимального сигнала через нормирующий преобразователь 4 под5 ключены к соответствующему входу приоритетного шифратора 5, который вы

° являет момент прихода первого входного сигнала, определяет при этом номер входа, на который сигнал поступил первым, преобразуя номер этого входа в двоичный код по первому выходу, и формирует управляющий импульсныи сигнал по ВТороМ7 выходур который после обработки в блоке 8 синхронизации поступает на второй (синхронизирующий) вход блока 6 памяти.

При этом происходит запись в блок 0

6 памяти сигналов, сформированных приоритетным шифратором 5.

На выходе блока 6 памяти формируется сигнал в двоичном коде, который запоминается до прихода очередного 25 синхроимпульса и преобразуется в аналоговый сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя 7. Синхронизирующий импульс с второго выхода блока

8 синхронизации запускает новый цикл работы генератора линейно уменьшающегося напряжения, а соответственно, и новый цикл сравнения этого напряжения с сигналами от блока 1 датчиков.

Таким образом, сравнение выходных напряжений с блока 1 датчиков с линейно уменьшающимся происходит периодически до момента наступления равенства их в одном из каналов блока

3 выделения максимального сигнала, 40 после чего наступает очередной процесс сравнения. Частота опроса датчи- . ков выбирается значительно большей частоты перемещения дуги по торцу ленточного электрода.

При перемещении дуги по торцу электрода меняется сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 7, амплитуда которого пропорциональна номеру пары контактных щупов датчика, 50 считая от одного из краев электрода, под которым в данный момент времени горит дуга.

Если выход цифроаналогового преобразователя 7 соединить с входом Х электронно-лучевого осциллоскопа, то на экране его электронный луч (светящаяся точка) будет смещаться п о горизонтальной прямой в соответствии с перемещением дуги по торцу электрода. При подаче на вход 3 этого осциллоскопа сигнала переменного тока по экрану в горизонтальной плоскости двигается синхронно с перемещениями дуги вертикальная прямая, длина которой пропорциональна амплитуде переменного тока.

Известно, что длина дуги пропорциональна напряжению, падающему на ней. Таким образом, напряжение на дуге однозначно характеризует ее длину (для данной атмосферы дуги и условий ее существования). При оплавлении торца ленточного электрода длина дуги увеличивается. Некоторая компенсация увеличения длины дуги поступательным перемещением электрода со скоростью его подачи в сварочНую ванну не вносит заметных искажений в изменение длины дуги, так как эти изменения весьма быстротечны во времени.

Это связано с тем, что скорость перемещения дуги по торцу электрода на

:один — два порядка вьппе скорости его подачи в сварочную ванну, Поэтому, фиксируя напряжение на дуге, можно постоянно судить о ее длине.

Промодулировав по амплитуде сигнал с генератора прямоугольных импульсов 11, подаваемьй на вход 9 осциллоскопа, напряжением на дуге, получим на экране осциллоскопа условное изображение дуги и изменение во времени ее длины. Но поскольку при широкослойной на-. плавке ленточным электродом глубина проплавления основного металла незначительна, изменение длины дуги во времени будет характеризовать процесс оплавления электрода. Поэтому, вы;полнив указанные выше операции, получим на экране осциллоскопа изменяющуюся во времени форму торца электрода при его оплавлении и изображение дуги, оплавляющей его.

Использование устройства позволит изучить влияние различных внешних факторов (марки флюса, электрода, параметров режима наплавки, характеристик источника питания, магнитных полей и др.) на закономерность перемещения дуги по торцу ленточного электрода и характер его плавления, так как эти параметры в существенной мере влияют на условия формирования сварного соединения при широкослой1395437 ной дуговой наплавке ленточным электродом. Изучение этих процессов дает возможность выбирать оптимальные параметры режимов наплавки оборудоваФ

5 ние, материалы и технологические приемы, позволяющие обеспечить высокие качественные характеристики наплавленного слоя.

Формула из обретения

Устройство контроля процесса плавления дугой ленточного электрода, включающее последовательно соединенные блок датчиков в виде двух параллельных рядов контактных щупов, рас.положенный на вылете электрод, блок усилителей, блок выделения максималь ного сигнала и нормирующий преобра- 20 зователь с числом каналов, равным числу пар контактных щупов в блоке датчиков, а также цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с регистрирующим входом регист" 25 рирующего прибора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля положения дуги на торце электрода и обеспечения регистрации закономерности плавления

его торца в области горения дуги, в него введены приоритетный шифратор, блок памяти, блок синхронизации, генератор линейно уменьшающегося напряжения, модулятор и генератор прямоугольных импульсов, при этом выход нормирующего преобразователя соединен с входом приоритетного шифратора, первый выход которого соединен с первым входом блока памяти, а второй выход — с входом блока синхронизации, выход блока памяти соединен с входом цифроаналогового преобразователя, а второй вход - с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого через генератор линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом блока выделения максимального сигнала, выход модулятора соединен с сигнальным входом регистрирующего прибора, первый вход — с выходом генератора прямоугольных импульсов, а второй вход — с датчиком напряжения дуги.

1395437 блок Уатчико8

1395437

ОИ

РЮ

УЖ ОЮ ОЖ кО ™@(Р @ 4 рсжа УлеитраУа

Фае 4

Составитель В. Грибова

Техред N.ÄHäûê Корректор В. Бутяга

Редактор В. Ковтун

Заказ 2328/15

Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

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