Способ управления процессом импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом и устройство для его осуществления

Способ управления процессом импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к механизированным способам сварки. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет увеличения скорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги. В каждом периоде следования выходных импульсов управляемого источника по измеряемым текущим значениям тока и напряжения на выходе источника корректируют значения величины базового тока и длительности его протекания. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содер1 жит механизм подачи сварочной проволоки, управляемый источник IT тания, измерители интегральных значений тока и напряжения , блок формирования функционала и управляемый генератор импульсов. Устройство позволяет стабилизировать процесс сварки при изменении скорости подачи проволоки и тем самым снизить процент брака. 2 с п. ф-лы, 5 ил. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682809/27 (22) 21.03.89 (46) 07.04.91. Бюл. N 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам (72) В.Ю. Логинов, Н.А.Юхин и В.Э. Бельферман (53) 621.791.75 (088.8) (56) Сварка. Экспресс — информация. ВИНИТИ, 1988, ¹ 11, с. 1 — 12, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ИМПУЛЬСНΠ— ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к механизированным способам сварки. Цель изобретения— повышение качества сварного соединения

5U, 1639906 A l за счет увеличения скорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги. В каждом периоде следования выходных импульсов управляемого источника по измеряемым текущим значениям тока и напряжения на выходе источника корректируют значения величины базового тока и длительности его протекания. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит механизм подачи сварочной проволоки, управляемый источник и тания, измерители интегральных значений тока и напряжения, блок формирования функционала и управляемый генератор импульсов. Устройство позволяет стабилизировать процесс сварки при изменении скорости подачи проволоки и тем самым снизить процент брака. 2 с. п, ф — лы, 5 ил. (Л

1639906

Изобретение относится к механизированным способам сварки, а именно к импульсно — дуговой сварке плавящимся электродом.

Цель изобретения — повышение качест- 5 ва сварного соединения за счет увеличения скорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги, а также учеличение стабильности процесса при изменении скорости подачи электрода за счет стабилиза- 10 ции диаметра капель электродного металла.

На фиг. 1 показан график зависимости ток — время; на фиг. 2 — графики зависимости интегральных значений тока (1 ) и напряжения (0.) на выходе источника питания за 15 период следования выходных импульсов и функционала F от среднего тока на выходе источника (!г,); на фиг, 3 — блок — схема устройства управления процессом импульснодуговой сварки; на фиг. 4 — пример 20 реализации блока формирования функционала; на фиг. 5 — пример реализации управляемого генератора импульсов, Оптимальный управляемый перенос 25 металла при импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом для заданных условий (диаметра электрода, его материала и режима) достигается при определенном сочетании основных параметров импульс- 30 ного процесса (амплитуды импульсов, их длительности и частоты). При предлагаемом способе стабилизацию длины дуги и размера капель осуществляют регулированием величины базового тока и длительно- 35 сти его протекания (фиг, 1), где l6 = величина базового тока, Ть — время протекания базойого тока, Тц — длительность цикла.

Эмпирически было выведено, что функ40 ция т

F = С1 f (т) и <С2 Г и (т) й, о о где l(t) и !.!(т) - текущие значения тока и напряжения на выходе источника;

С1 и Сг — постоянные коэффициенты, зависящие от параметров и условий сварки;

Т л — период следования выходных импульсов инвариантна по отношению к среднему току на выходе источника (фиг, 2) и монотонно возрастает при увеличении длины дуги. Кроме того, для стабилизации процесса капельного переноса необходимо обеспечить !

6=Сз F, если Сз F< А, !

6=А, если Сз Г>А, где Сз и А —. постоянные коэффициенты, зависящие от технологических параметров процесса..

Благодаря тому, что в качестве независимых переменных при определении функционала используются интегральные значения напряжения и тока на выходе источника в каждом такте его работы, достигается значительное быстродействие в отработке возмущающих воздействий, а благодаря регулированию величины тока !в и времени его протекания То достигается стабилизация диаметра капель электродного металла. Все это значительно повышает качество сварного соединения, Устройство управления процессом импульсно — дуговой сварки содержит (фиг. 3). управляемый источник 1 питания, шунт 2, включенный последовательно в сварочную цепь, измеритель 3 интегрального значения тока за период следования импульсов, включенный в сварочную цепь последовательно, и измеритель 4 интегрального значения напряжения эа период следования импульсов, подключенный параллельно межэлектродному промежутку, блок 5 формирования функционала, управляемый генератор 6 импульсов и механизм 7 подачи проволоки, Выходы измерителей 3 и 4 подключены к входам блока 5 формирования функционала, Выход блока 5 соединен с входом управляемого генератора 6 импульсов и входом 8 пропорционального управления по базовому току управляемого источника 1 питания. Выход управляемого генератора 6 импульсов соединен с входом

9 пропорционального управления по длительности базового тока управляемого источника 1 питания.

Устройство работает следующим образом.

В каждый период следования выходных импульсов источника питания инверторного типа в измерителях 3 и 4 осуществляется измерение интегральных значений тока и напряжения. Измеренные значения поступают на блок 5 формирования функционала.

Выходной сигнал блока 5 поступает на вход

8 и в каждый период следования импульсов источника корректирует величину базового тока, Выходной сигнал блока 5 поступает также на вход управляемого генератора 6 импульсов, длительность паузы которого обратно пропорциональна среднему сигналу блока 5 за время этой паузы. Выходные импульсы генератора 6 поступают на второй вход 9 управления, по которому осуществляется управление параметрами импульсного режима, Блок 5 формирования функционала может быть реализован, например, с помощью операционного усилителя, включенного по схеме дифференциального усилителя c pery1639906лируемыми коэффициентами передачи по входам (фиг, 4).

Управляемый генератор 6 импульсов (фиг. 5) содержит управляемый генератор 10 стабильного тока, пороговое устройство 11, одновибратор 12 и накопительный конденсатор 13. Входной сигнал, пропорциональный функционалу F, поступает на вход управляемого генератора 10 стабильного тока. Выходной ток генератора, пропорциональный входному напряжению, заряжает накопительный конденсатор 13. Напряжение конденсатора в пороговом устройстве

11 непрерывно сравнивается с опорным сигналом, поступающим на второй вход порогового устройства 11. При достижении входным сигналом значения опорного сигнала пороговое устройство 11 осуществляет мгновенный разряд накопительного конденсатора и подает управляющий сигнал на одновибратор 12, где формируется импульс, поступающий на вход управления источником питания и на время своего существования разрешающий протекание импульсного сварочного тока.

По сравнению с базовым. обьектом— прототипом предлагаемый способ с помощью устройства управления процессом импульсно — дуговой сварки позволяет добиться значительного повышения качества сварного соединения и уменьшения процента брака.

Формула изобретения

1. Способ управления процессом импульсно — дуговой сварки плавящимся электродом, заключающийся в изменении параметра сварочного базового тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, в каждом периоде следования выходных импульсов управляемого источника измеряют текущие значения тока и напряжения на выходе источника, определяют величину функционала ти ти

F = С1 f i (т) dt -C2. f 0 (t) dt, о о где i(t), U(t) — текущие значения тока и напряжения на выходе источника;

С1, С2 — постоянные коэффициенты, зависящие от параметров и условий сварки;

T — период следования выходных импульсов, начиная с цикла, s котором произошло возмущение, в конце каждого такта работы источника питания корректируют значение базового тока по зависимости

Ь=Сз F,åñëèСз F< А, (о=А, если Сз F>A, где А, Сз — постоянные коэффициенты, зависящие от технологических параметров процесса, а длительность протекания базового тока корректируют по усредненному значению функции F в текущем цикле по зависимости

Te=C4 F, где С4 — постоянный коэффициент, зависящий от технологических параметров сварочного процесса;

F — усредненное значение функционала F.

2. Устройство управления процессом импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом, содержащее механизм подачи сварочной проволоки, управляемый источник питания, шунт, включенный последовательно в сварочную цепь, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет увеличения скорости отработки возмущающих воздействий по длине дуги и увеличения стабилизации диаметра капель электродного металла, устройство снабжено измерителями интегральных значений тока и напряжения за период следования импульсов, блоком формирования функционала и управляемым генератором импульсов, причем измеритель интегрального значения напряжения подключен параллельно межэлектродному промежутку, а измеритель ин- тегрального значения тока включен последовательно через шунт в сварочную цепь, выходы измерителей интегральных значений тока и напряжения подключены к входам блока формирования функционала, выход последнего соединен с управляемым генератором импульсов и входом пропорционального управления по базовому току управляемого источника питания, выход управляемого генератора импульсов соединен с входом пропорционального управления по длительности базового тока управляемого источника питания.

1639906

1639906

R2

4Ьа ч

Составитель В.Ганюшин

Редактор О.Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор Л,Пилипенко

Заказ 985 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101