Способ управления параметрами режима дуговой сварки

Способ управления параметрами режима дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: технология дуговой сварки металлоконструкций с использованием роботизированных сварочных комплексов . Сущность изобретения: при сварке импульсными параллельными дугами, расположенными с образованием равностороннего многоугольника получают информацию о характере каплепереноса и проплавления путем сканирования общей дуги или одной из параллельных дуг. Сканирование осуществляют путем изменения энергетических параметров одной из дуг или синхронных изменений энергетических параметров всех дуг. В качестве энергетических параметров могут быть взяты так. напряжение или длительность импульса дуги. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ 4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я >s B 23 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4639179/08 (22) 18.01.89 (46) 15.05.93. Бюл. ¹ 18 (72) В.А.Батухтин, С.В.Стрекаловская, В.В.Башенко, В.А.Лопота, В.Ю,Каплан, Н.А.Соснин, С.Г,Горный, С.А.Ермаков, П.МХалактионов и В,М.Ëèííèêîâ (73) В.А.Батухтин (56) Патент США ¹ 4434352, кл. В 23 К 9/12, 1984.

Заявка Японии № 50-26504, кл. В 23 К 9/08„1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ РЕЖИМА ДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к технологии робототизированной дуговой сварки, включающей управление параметрами режима без использования каких-либо датчиков и внешних врэдействий для механического или магнитного сканирования дуги.

Целью изобретения является упрощение способа за счет использования для сканирования дуги собственного магнитного гюля.

Поставленная цель достигается тем, что информацию о характере проплавления получают путем сканирования дуги вдоль или поперек сварочной ванны, в процессе которого измеряют параметры сварки и по полученному сигналу рассогласования изменяют режим, сканирование осуществляется за счет расположения импульсных параллельных дуг в вершинах равностороннего мНогоугольника и изменения энергети„„5U „„1816249 ЛЗ (57) Использование: технология дуговои сварки металлоконструкций с использованием роботизированных сварочных комплексов. Сущность изобретения; при сварке импульсными параллельными дугами, расположенными с образованием равностороннего многоугольника получают информацию о характере каплепереносэ и проплавления путем сканирования общей дуги или одной иэ параллельных дуг. Сканирование осуществляют путем изменения энергетических параметров одной из дуг или синхронных изменений энергетических параметров всех дуг. В качестве энергетических параметров могут быть взяты так, напряжение или длительность импульса дуги.

3 з,n. ф-лы, 4 ил. ческих параметров одной иэ дуг или синхронного изменения параметров всех дуг no . току, напряжению или длительности импульса.

По on ределению 1 А — есть сила. которая возникает между двумя параллельными бесконечно тонкими проводниками, располо- {.0 женными на расстоянии 1 м друг от друга. л на участке длиной 1 м, пои токах одного ( направления, равная 2х10 дин.

Таким образом, при токах одного направления проводники притягиваются, а разного — отталкиваются, Сила притяжения создает давление двух дуг друг на друга и их взаимное вжимание друг в друга. Давление равно Ы

Но я4 41 (1)

8п 8пх0 4п где P —; Н вЂ” напряженность магнитного поля;/с - магнитная проницаемость

1816249 вакуума; i — ток дуги: х -- расстояние между — импульс N20(cM,фиг.4). При таком порядке электродами;) -- плотность тока, следования импульсов в моменты отключеДавление дуг друг на друга прямо про- ния соседних дугдуга неотключенногоэлекпорционально квадрату напряженности по- трода горит прямо, что показано ля, квадрату тока дуги, плотности тока и 5 штриховкой на фиг.1„2,3. Для работы сваобратно пропорционально квадрату рассто- рочного робота необходимо иметь следуюяния между дугами. При числе дуг больше щий минимум сигналов: положение стыка 7; двух давление возрастает и определяется глубины проплавления 8; расстояние до изгеометрическим сложением. В общем слу- делия 9; кривизну профиля вдоль стыка; чаеонопропорциональночислуэлектродов. "0 кривизну профиля поперек стыка; длину

Импульсные высокочастотные дуги при- ванны (скорость охлаждения), тягиваются сильнее, так как сказывается Формулы для измерения указанных вывлияние скин-эффекта при питании их син- ше величин приведены ниже. В формулах хронизированными импульсами с частотой принято обозначение, например, U>(2) — на15-?5,кГц с длительностью импульса 4-15 "5 пряжение на электроде 1 в момент подачи

WIKC, импульса N2 и т.д.

Если пропустить один импульс при го- О стыка = Ui(2)-Оз(14), рящих двух дугах на одной из них, то остав- О глубины = О1(1)-О1(2), шаяся дуга не будет испытывать взаимного U расстояние до изделия = Ог(8), влияния соседней дуги и будет гореть пря- 20 U кривизны вдоль стыка = (U>(2) + мо, В трехфазных дуговых установках ска- + Оз(14))/2 - О2(2), нирование дуг определено этими же О кривизны вдоль стыка = (О (8) + причинами. Питание дуг импульсами с час- + О4(20)) — Оз(14), тотой 15-25 кГц от источника напряжения О длины ванны = (Ог(8) - Оз(14))/(Ог(8)— создает повышенную жесткость дуги. Ска- 25 U4(20)). нирование при отключении соседней дуги На основании приведенных алгоритмов или более двух вызывает перемещение дуги с заданной частотой, например. 500 Гц полпо сварочной ванне в направлении от сосед- учается все результаты измерений и осущеней дуги до вертикального положения. ствляется управление путем обработки

На фиг. 1 показан вид зоны сварки по 30 соответствующих сигналов управления. Для направлению стыка; на фиг. 2 — вид сбоку двух электродныхтехнологическихсхем незоны сварки; на фиг. 3 — вид зоны сварки возможно получение информации о кривизсверху; на фиг, 4 — диаграммы напряжения не стыка вдоль направления сварки. Для на электродах в функции номера импульса пяти и шести электродных схем возможнои времени. сти измерения геометрии проплавления шиНа.фиг. 1-4 обозначено: 1, 2, 3, 4 — не- ре. плавлящиеся электроды; 5 — общий столб Для осуществления сварки плавящимся дуги; 6 — сварочная ванна; 7 — стык; 8 — электродом частота отключения дуг подбиглубина сварочной ванны; .9 — длина дуги рается расчетным путем такой, чтобы обес{рабочеерасстояние);10 — длина ванны, Бук- "0 печить гарантированный .отрыв капли с вами А-А обозначено. сечение общего стол- конца плавящегося электрода, подающего ба на высоте 1-2 MM от поверхности изделия. ся по центру между электродами. Выбрав, Описанный cnocob реализуется на при- например, частоту 300-200 Гц добиваются мере 4-х электродной технологической схе- отделения капли заданного диаметра для мы следующим образом. 45 обеспечения сварки во всех пространственГорелка состоит из 4-х электродов 1, 2, ных положениях и уменьшения разбрызги3, 4, с которых горят дуги, образуя общий вания. Эффект включения трех дуг столб дуги 5, Каждый электрод питается от эквивалентен механическому встряхиванию отдельного импульсного источника пита- конца плавящегося электрода. ния, диаграммы напряжений которых пока- 50 Для лазерной дуговой сварки подают заны на фиг.4 в соответствие с каждым импульсы лазера в паузы между импульсаэлектродом, Для получения информации о ми дуги перед началом каждого импульса. параметрах проплавления сварочной ванны Экспериментальная проверка способа

6 на каждом электроде при частоте следова- осуществлялась на опытной сварочной устания синхронизированных импульсов, íà- 55 новке, состоящей из 4-х источников ВДУпример, 23 кГц через каждые 5 импульсов 504 и блока транзисторных ключей, Ключи отключают три электрода и оставляют им-- реализованы каждый из 30 штук транзистопульс на одном. Так на электроде 1 оставлен ров КТ825, Горелка представляла собой наимпульс N2. на электроде 2 — импульс N8, на бор из 4-х электродов диаметром 3 мм, 4-х электроде 3 — импульс N14 и на электроде 4 керамических трубок — прокладок диамет1816249 ром 3 и центральной керамической трубки диаметром 5 мм и внутренним диаметром

1,5 мм. В центральную трубку подавался аргон при СН3, а при СПЗ в центральную трубку подавался плавящийся электрод, а 5 через четыре боковых — С02. Пакет из электродов и керамических трубок обвязывался и фиксировался на держателей манипулятора ТУР-10. Кроме того, в экспериментах иси ольэовались специализированные 10 источники УДИ-251, УДИ-252 и другое оборудование.

Сварка выполнялась по способу-прототипу (с отклонением дуги с помощью внешнего магнитного поля соленоидов) и по 15 предлагаемому способу. Визуальные и металлографические исследования не показали отличий швов друг от друга.

Технико-экономическая эффективность способа по сравнению с прототипом заклю- 20 чается в простоте измерений параметров проплавления за счет отключения соседних дуг. Для измерений не требовалось механических вибраций горелки. Получение результатов измерения с частотой 500 Гц 25 способствует качественному регулированию и полной адаптации сварочного робота.

Формула изобретения

1, Способ управления параметрами режима дуговой сварки, при котором осуществляют сканирование дуги вдоль или поперек сварочной ванны, в процессе которого измеряют параметры сварки, и по полученному сигналу рассогласования изменяют режим, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при сварке дугой, полученной импульсными параллельными дугами, расположенными с образованием равностороннего многоугольника, сканирование общей дуги или одной из параллельных дуг осуществляют изменением энергетических параметров одной из дуг" или синхронным изменением параметров всех дуг.

2. Способ по и 1. о тл и ч а ю шийся тем, что сканирование осуществляют изменением тока.

3, Способ по п.1, отличающийся тем, что сканирование осуществляют изменением напряжения.

4. Способпоп.1,отлича ющийся тем, что сканирование осуществляют изменением длительности импульсов, Ф

Составитель В.Батухтин

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор

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

Заказ 1647 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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