Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки

Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубики

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6(} Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 2.04.77 (2I ) 2473299/25-27 с присоединением заявки ЮГосудорстоеккьй

СССР ао делам кзобретоккк к открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 26.0тт.И (72} Авторы изобретения

Г. P. Неплох, С. М. Готсбан и A. П. Лазарев (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при высокочастотной сварка профилей, труб и металлических кабельных оболочек.

Из вестны способы автоматического регулирования процесса высокочастотнойсварки металлических труб и кабельных оболочек, основанные на использовании широкого спек|ра интегрального излучения из очага сварки в качестве управляющего сигнала для изменения мощности источника питания (Ц;

Однако эти способы не нашли широкого применения из-за наличия высокого уровня помех в принимаемом сигнале.

Известен способ автоматического регулирования процесса высокоча Мотной свар ки, при котором воздействуют йа мощность источника питания нагревательного устрой ства в зависимости от интегрального потока излучения из нагретой зоны, фиксируемого. фотодатчиком, при этом ограничивают принимаемый сигнал определенным участком спектра P).

В известном способе с целью повышения чувствительности к возмущениям из очага нагрева воспринимаемое излучение огпаничивается по спектру со стороны длинноволнового участка

Однако этот способ имеет низкую помехоустойчивость при наличии интенсивных помех в коротковолновом участке спектра (искры, дуга при пробоях в промежутке вблизи точки схождения кромок и т. и.).

Для регулирования, например, процесса высокочастотной сварки труб и кабельных оболочек из алюминия и его сплавов этот способ не может быть применен, так как при сварке алюминиевых труб и кабельных оболочек происходит интенсивное горение окислов, и соответствующее этому процессу коротковолновое излучение не несет инс, ормацию о температуре свариваемых кромок.

Из проведенного анализа процесса вы- сокочастотной сварки известно, что информацию о .температуре несет инфракрасное излучение прн условии пода вления коротковолновой составляющей в спектре интег2в рального потока излучения. Это повышает пок;ехозащищенность системы регулированияя, однако понижается чувствитель ость способа к изменению температуры, так как надает отношение приращения интенсивно657938

3 сти инфракрасного излучения из зоны сварки к приращению температуры.

Целью способа автоматического регулирования является повышение качества сварного соединения за счет повышения помехозащищенности системы регулирования от случайных возмущений и увеличение чувствительности к изменениям температуры в зоне нагрева.

Это достигается тем, что принимаемый сигнал ограничивают инфракрасным участком спектра, а зону визирования фотодатчика — прямоугольной площадкой, ширину которой выбирают в соответствии с шириной зоны, с которой излучается 80—

90О/р энергии инфракрасного излучения, а длину ограничивают диапазоном колебаний положения точки схождения свариваемых кромок.

Изменение температуры в зоне визирования приводит к изменению Iic только интенсивности инфракрасного излучения, но и к перемещению точки схождения кромок.

Следователь1ю, изменяегся площадь разогретой зоны, с которой воспринимается излучение, что сказывается на изменении величины управляющего сигнала. Таким образом, увеличивается чувствительность ciloсоба к отклонению темпср ггуры в зоне визи- и рования.

На фиг. показана прямоугольная площадка визирования нри минимальном удалении точки схождения кромок от ин- зр дуктора; на фиг. 2 — то же, при максимальном удалении точки схождения от индуктора; на фиг. 3 — то же, при среднем положении точки схождения; на фиг. 4-структурная схема системы автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб и кабельных оболочек, где 1 — çç прямоугольная площадка визирования, 2--точка схождения кромок, 3 - — кромки, 4-и ндуктор.

Если точка схождения кромок 2 буде3 находиться на минимальном удалении от

40 индуктора 4 (см. фиг. !) в результате увеличения температуры вы1де номинальной, то чувствительность способа к этому измененик> возрастает вследстьч с, во-первых, рос1а интенсивности излучения с ростом температуры, во-вторых, увеличения пло1цади, с ко- 4s торой воспринимается излучение.

Данное положение подтверждается фиг. 2, иллюстрирующей максимальное удаление точки схождения от индуктора 4 в результате понижения тем пературы ниже номинальной. В этом случае уменьшается интенсивность излучения и площадь, с которой воспринимается излучение.

На фиг. 3 показан случай, относящийся к номинальной температуре, которой соответ- 5 ствует оптимальный режим сварки, когда точка схождения кромок 2 находится в среднем положении.

Регулирование процесса высокочастотной сварки производится с помощью системы автоматического регулирования (см. фиг. 4), содержащей фотодатчик 5 с задатчиком 6 эталонной величины температуры, преобразовательный блок 7 для обработки сигнала, схему управления 8 с высоковольтным выпрямителем 9 и ламповый генератор 10, регулирующий высокочастотное напряжение на индукторе 4.

Работа системы автоматического регулирования производится следующим образом.

Сигнал интегрального потока излучения подается в фотодатчик 5, снабженный диафрагмой, установленной перед фотоприемником фотодатчика и ограничивающей зону визирования площадкой 1 и светофильтром, подавляющим излучение из коротковолновой части спектра.

Ширина а площадки 1 соответствует ширине, с которой излучается не более 80—

90 /с энергии инфракрасного излучения, а ес длина 0 ограничена диапазоном колебаний положения точки 2 схождения сваривасмых кромок.

Сигнал интегрального потока инфракрасного излучения из зоны визирования 1 срав1Iивается в фотодатчике 5 с эталîí11ой величиной задатчика температуры 6. Сигнал рассогласования фотодатчика, преобразованный до стандартногo значения в блоке 7, подается на схему управления 8 высоковольтного вь1прямителя 9, который через анодные цепи лампового генератора 0 регулирует подводиму1о к индуктору 4 мощность.

При отклонении температуры в зоне визирования от эталонного значения измеНЯЕТСЯ ПОЛОЖЕНИЕ ТОЧКИ СХожДЕНИЯ КРОМОК

2 и интенсивность излучения, что приводит к Образовани1о сигнала рассогласования, который изменяет мощность источника питания индуктора 4, следовательно, и температуру 13 зоне k3H3Hpo13HIIHH до эталонного значения, чтобы сигнал рассогласования на выходе фотодатчика 5 стремился к нулю. При этом точка схождения кромок возвращается в среднее положение, соответствующее оптималы1ому режиму сварки, что приводит к восстановлению площади разогретой зоны, которая необходима для получения качественного сварного соединения.

Предлагаемый способ автоматического регулирования может быть использован при локальном нагреве, например при сварке труб и кабельных оболочек из алюминия и его сплавов.

Использование предлагаемого способа автоматического регулирования обеспечивает увеличение помехозащищенности сисгемы регулирования от случайных воз311щсний в зоне сварки, это значительно повышает надежность работы системы в целом.

Возможность повышения стабилизации

1емпературы H зоне сварки, так как увели657938

Формула изобретения

1а фиг 1

Фиг. Z

Составитель Э. Ветрова

Редактор Л. Народная Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 1948110 Тираж 1221 Подписное

LlHHHI1И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I! 3035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чивается чувствительность способа к отклонению температуры от номинальной, позволяет значительно улучшить качество сварного соединения.

По предварительным расчетам внедрение предлагаемого способа позволяет получить экономический эффект 200 тыс. руб. в год на одном стане высокочастотной сварки алюминиевых кабельных оболочек.

Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором воздействуют на мощность источника нагревательного устройства в зависимости от интегрального потока излучения из нагретой зоны, фиксируемого фотодатчиком, при этом огранич;гвают принимаемый сигнал определенным участком спектра, от.гинагощгшся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет повышения помехозагцищенностп системы регулирования и увеличения ес чувствительности к изменению температуры в зоне нагрева, принимаемый сигнал ограничивают инфракрасным участком спектра, а зону визирования фотодатчика — прямоугольной площадкой, ширину которой выбирают в соответствии с шириной зоны, с которой излучается 80—

90 !о энерги и и нфра крас ного излучения, а длину ограничивают диапазоном колебаний положения точки схождепия кромок.

Источники информации, прпнятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,!"юг 200060, кл. В 23 К 13102, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

No 274292, кл. В 23 К 28, 00, 1968.