Устройство для термообработки сварных швов

Устройство для термообработки сварных швов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

pi>775154

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Срцналнстнческмк

Республик (6 l ) ДОПОлнительиое к авт. Саид-&у (22) Заявлено 115) 778 (21) 2642439/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.10,80, Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10,80 (51)М. Кл.

С 21 0 11/00

ГосударствеииыЯ комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК669. 046..4:621.3..079 (088. 8) (72) Автор изобретения

С.С. Бруфман (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООВРАБОТКИ

СВАРНЫХ ШВОВ

Изобретение может быть применено для автоматической термообработки сварных швов, например для групповой термообработки в машиностроении прн монтаже технологических объектов при помощи сварки.

Известно устройство для термообработки сварных швов, содержащее датчики температуры, тнристоры по числу обрабатываемых швов, силовые выходы которых подключены к сварочному трансформатору и нагревателям, многоточечный.регистрирукщий прибор, первые входы которого через датчики температуры подключены к сварным швам, а выходы подключены к входам тиристоров Г11 .

Недостатком известного устройства является то, что программа термообработки задается в программном регуляторе температуры,а многоточечный регистрирукщий прибор выполняет функции только регистратора температуры, при этом элемент сравнения регулятора температуры работает в шмрокдм диапазоне входных напряжений, что снижает точность регулирования температуры, особенно в режиме стабилизации.

Целью изобретения является повышение точности регулирования режима стабилизации температуры отдельных сварных швов по собственным заданным параметрам стабилизации.

Поставленная цель достигается эа счет того, что устройство дополни- тельно снабжено цифроаналоговым преобразователем, блоком формирования импульсов, реверсивным счетчиком импульсов, задающим генератором н ре-. зисторами, при этом выход заданщего генератора соединен с первым входом блока формирования импульсов, выход

15 которого соединен с входом реверсивного счетчика импульсов, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования импульсов, а второй выход соединен с входом цифро2О аналогового преобразователя, выходы которого через резисторы подключены ко вторым входам многоточечного регистрирующего прибора.

В предложенном устройстве точность стабилизации достигается тем, что в режиме стабилиэацин сигнал от реверсивного счетчика импульсов и соединенного с ннм цифроаналогового преобразователя равен нулю.

775154

Сравнение осуществляется при нулевом значении сигнала от многоточечного регистрирукщего прибора и цифроаналогового преобразователя.

Поэтому точность преобразования не влияет на точность стабилизации тем пературы. В этом режиме стабилизация зависит только or метрологических характеристик многоканального регистрирующего прибора.

Предложенное устройство может обрабатывать одновременно количество швов, равное количеству кан алов многоточечного регистрирующего прибора, деленное на два.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для термообработки свар- 15 ных швов, на фиг.2 — диаграмма работы устройства.

Устройство состоит иэ сварочного транспортера 1, нагревателей 2, тиристоров 3, многоточечного регистри- 20 рующего прибора 4, датчиков 5 температуры, объекта 6, цифроаналогового преобразователя 7, блока 8 формирования импульсов, реверсивного счетчика 9 импульсов, задакщего генератора 10, резисторов 11, 12.Причем количество нагревателей 2,тиристоров

3, датчиков 5 температуры, резисторов 11 равно соответственно количеству одновременно обрабатываемых швов.

Устройство работает следующим образом.

Сварочный трансформатор 1 питает нагреватели 2, установденные на объекте б,через тиристоры 3.Сигналы от датчиков 5 температуры, установленные на объекте 6, поступают на входы многоточечного регистрирующего прибора 4, и таким образом осуществляется регистрация температуры объекта

6 по каждому каналу отдельно. 40

Сигнал в виде. трапеции — кривая . 13 (фиг. 2) — формируется следующим

Обр4эом.

Задакщий генератор 10 (см.фиг.1) вырабатывает импульсы,по которым

45 формируется программа термообработки по скорости нагрева и охлаждения, а также по времени стабилизации и температуре для объекта, у которого температура стабилизации максимальная.

Программа для нагрева швов объекта форин руе т ся и з тр ех у ч аст к о в: режим н агре в а, режим ст абили э ации и режим охлаждения.

Режим нагрева и охлаждения задает- 55 ся при помощи задакщего генератора

10, реверсивного счетчика 9 импульсов, блока 8 формирования импульсов и цифроаналогового преобразователя

7 (см.фиг.1).

Скорость нагрева и охлаждения зависит от количества разрядов в реверсивном счетчике 9 импульсов и от частоты импульсов задающего генератора 10. Дискретное состояние ре- 65 версивного счетчика 9 импульсов в каждый момент времени преобразуется при помощи цифроаналогового преобразователя 7 в аналоговый си гнал, который и является задающим для всех каналов сигналом только по скорости нагрева и охлаждения.

Режим стабилиэ ации э адается двумя параметрами: временем стабилизации и температурой стабилиэ ации .

Для задания времени стабилизации используется з адающий генератор 10, реверсивный счетчик 9 импульсов, блок

8 формирования импульсов. Время стабилизации определяется частотой,которая формируется в блоке 8 формирования импульсов, и количеством разрядов в реверсивном счетчике 9 импульсов. Время стабилизации является общим для всех каиалов.

Температура стабилизации для каждого объекта задается эадакщим устройством, которое находится в многоточечном регистрирующем приборе 4.

Причем температура стабилизации для каждого объекта различна.

Задающий генератора 10 (фиг.1) выдает серию импульсов на блок 8 формирования импульсов, различную в зависимости от режима термообработки (нагрев, стабилизация, охлаждение). При каждом режиме соответственно устанавливается своя частота, которая и определяет скорость нагрева или охлаждения, и время стабилизации. Величина параметра температуры стабилизации устанавливается непосредственно в многоточечном регистрирующем приборе 4. В режиме стабилизации сигнал от задатчика равен нулю (фиг.2, кривая 13, участок с, -t>) CHr H bt oT oK 8 gopMHposaния ймпульсов поступают на реверсив-. ный счетчик 9 импульсов, где осуществляется вычитание импульсов иэ заранее записанного полного числа в реверсивный счетчик 9 импульсов.

Вычитание осуществляется до техпор пока.в реверсивном счетчике 9 импульсов не будет нулевое состояние. Сигналы реверсивного счетчика

9 импульсов поступают на цифроаналоговый преобразователь 7. С выхода цифроаналогового преобразователя 7 сигнал поступает на вход многоточечного регистрирукщего прибора 4 через делители на резисторах 11, 12.Причем резисторы 12 высокоомные, резистор

11, шунтирукщий выход цифроаналогового преобразователя 7, ниэкоомный.

Резистор 11 не влияет на измеритель.— ную схему многоточечного регистрирующего прибора 4.

Суммарный сигнал от резистора 11 и датчика 5 температуры поступает на вторые входы многоточечного регистрирукщего прибора 4. Причем при регистрации этого сигнала на выходе

775154 прибора формируется сигнал, который управляет работой тиристоров 3.

При сравнении н многоточечном регистрирующем приборе 4 суммарного сигнала с заданной температурой ста билизации на выходе прибора 4 форми руется команда управления тиристора

3.

В зависимости от знака разности включаются или выключаются тиристоры 3, при этом происходит нагрев или охлаждение одного снарочного шв на объекте б регулирования.

После того как н реверсивном счет чике 9 импульсов будет нулевой код

1 от него на блок 8 формирования импульсон поступает си гнал, который переключает его на новый режим стабилиз ации, при этом н а выходе старшего разряда реверсивного счетчика

9 импульсов формируется код, что обеспечивает на выходе цифроаналогоно го преобразователя 7 нулевой сигн

В режиме стабилизации реверсивный счетчик 9 импульсон выполняет функции реле времени, т.е. отсчитывает время стабилизации. После окончания режима стабилизации реверсивного счетчика 9 импульсов поступает сигнал на блок формирования импульсов 8, и при этом устройство переходит на режим охлаждения.

В реверсивном счетчике 9 импульсов происходит суммирование импульсов и выполняется режим охлаждения.

В предлагаемом устройстве программа термообработки и действительная температура на объекте регистрируется на одной и той же диаграммной бумаге (раньше в известных устройствах это выполнялось на разных диаг раммах). Это удобно для контроля за режимом термообработки.

Регулирование процесса термообработки ведется следукщим образом.

В начальном участке термообработки при нагреве заданной скорости через определенные моменты времени в зависимости от скорости коммутатора (на фиг.1 не показан) многоточечного регистрирующего прибора

4 подключается соответстнующий датчик 5 температуры. При первом подключении датчика 5 .температуры осуществляется регистрация действительной температуры на объекте.

Затем коммутатор многоточечного регистрирующего прибора 4 подключает следующую точку регистрации. При этом на многоточечный регистрирукщий прибор 4 поступает сигнал от датчика

5 температуры плюс задакщий сигнал, который приложен к резистору 11 через делители на резисторах 12 от цифроаналогового преобразователя 7.

Так как в начале термообработки задакщий сигнал большой, то результирующий сигнал тоже большой и равен заданию температуры стабилизации.

При этом, если суммарное зн ачение параметра меньше заданного для данного канала, то происходит включение тиристоров 3 -и объект б начинает нагреваться при помощи нагревателей 2.

После этого для регистрации подклюми чается через коммутатор многоточечного регистрирующего прибора 4 второй канал, а затем подключается этот же канал для регулирования. Так как температура стабилизации у второго а канала ниже, чем у первого, то суммарное значение параметра: температура объекта плюс максимальное задание по первому каналу, больше температуры стабилизации второго ка15 нала. Поэтому сигнал управления на тиристор 3 в этом канале че пройдет и нагреватели не будут включены.

Так же будет на третьем канале. 2О Когда сигнал на задакщем устройстве ал. прибора 4 (выход резистора 11) дости гнет уро в ня т емпер атуры ст абилиз ации (второго, трет ье го, чет вертого ), то начнется управление тиристорами 3

25 и в данных каналах. Скорость работы коммутатора многоточечного регистрирукщего прибора 4 немного выше, чем постоянная времени объекта регулирования, поэтому обеспечивается непрерывное слежение за каждым каналом путем своевремен ного включения или отключения нагревателей 2 через тиристоры 3. В процессе нагрева объекта б температура в каждом канале приближается к температуре стаЗ5 билизации.

В режиме стабилизации все каналы находятся одно и то же время. Причем в этом режиме суммирование .сигнала датчика температуры с задающим сиг4Q налом не производится, так как последний равен нулю. Точность регулирования температуры стабилизации определяется только метрологическими характеристиками многоточечного

4 регистрирукщего прибора 4.

Многоточечный регистрирукщий прибор выполняет кроме регистрирующей функции еще и функцию электрического позиционного регулирования с возможностью установки О заданных значений регулируемого параметра (температуры стабилизации) по каждому каналу регулирования.

После окончания режима стабилизации во все регулирукщие каналы 55 поочередно коммутатором многоточечного регистрирукщего прибора 4 вводится на суммирование сигналом термопары задающий сигнал. Таким образом, точка стабилизации начинает

4О снижаться, т.е. начинается режим охлаждения. Так как сигнал задатчика (выход резистора 11) общий для всех, ro скорость охлаждения одинаковая для всех. При этом время охлажден ния разное для различных каналов

775154

Фи в.1

Фив.1 и меньше у тех каналов, где температура стабилизации ниже.

Таким образом, предложенное устройство является многоканальным задающим устройством для программного регулирования с обратной связью.

Следует отметить, что используемый в устройстве многоточечный регистрирующий прибор обеспечивает в режиме стабилизации для каждого канала свою температуру стабилизации, что в известных устройствах невозможно осуществить.

Применение предложенного устройства повышает качество термообработки сварных швов за счет повышения надежности и точности контроля, исключает ручную корректировку рабочего тока в цепи электронагре, вателей, сокращает число термистов операторов.

Формула изобретения

Устройство для термообработки сварных швов, содержащее датчики температуры, тиристоры по числу обрабатываемых швов, силовые выходы которых подключены к сварочному трансформатору и нагревателям, мноВНИИПИ Заказ 7ббО/ЭЗ

Тираж á08 Подписное

Филиал ППП Патент, г,ужгород,ул.Проектная,4 готочечный регистрирукщий прибор, первые входы которого через датчики температуры подключены к сварным швам, а выходы подключены к входам тиристоров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулнрОвания режима стабилизации температуры отдельных сварных швов по собственным заДанным параметрам стабилизации, оно дополнительно снаб1© жено, цифроаналоговым преобразователем, блоком формирования импульсов, реверсивным счетчиком импульсов, эадакщим генератором и резисторами, при этом выход задакщего генератора соединены с первым входом блока фор1 мирования импульсов, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика импульсов, первый выход которого соединен со вторым входом блока формирования импульсов, а второй выход

29 соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выходы которогр через резисторы подключены ко вторым о входам многоточечного регистрирующе-. го прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 410894,.кл. В 23 К 9/10, 1974.