Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок

Иллюстрации

Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок (патент 897432)
Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок (патент 897432)
Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок (патент 897432)
Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок (патент 897432)
Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 897432

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. снид-ву (22) Заявлено 13.03.80 (2I) 2893229/25 27 с присоединением заявки №вЂ” (23) ll риоритет

Опубликовано 15.01.82 Бюллетень № 2.

Дата опубликования описания (5l ) M. К.>т.

В 23 К 9/10

Коеудеротеенный квинтет но дедом изобретений н открытнй (53 ) УД К 62 1 . 791 . 7с.03(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.Е.Сергеев, В.Н.Тефанов и В.Н.Чушки

Уфимский авиационный институт им. Орджони ,7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СТЫКОМ

СВАРИВАЕМЫХ КРОМОК

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к уст ройствам для слежения за стыком сва риваемых кромок, и может найти применение преимущественно при сварке изделия импульсной дугой.

Известно устройство для слежения за стыком, выполненное в виде сканирующего фотодатчика, к выходу которого подключены преобразовательная система с буферным усилителем (11. то

Недостатком известной системы является отсутствие возможности ее использования при сварке импульсной дугой, поскольку импульсный характер

15 дуги не позволяет использовать ее в качестве осветителя фотодатчика.

Известно также устройство для слежения за стыком, содержащее последовательно включенные электромагнитный датчик и буферный усилитель с высокоомным входным сопротивлением. Данное устройство дает возмо><ность его использования при любом виде дуговой электросварки в том чис- ле и при сварке импульсной дугой (2 g

Недостаток известного устройства заключается в том, что при использовании импульсов сварочного тока с длительностью менее 5 мкс нарушается линейная зависимость между выходным напряжением измерительного устройства и всличиной отклонения дуги от стыка при изменении режимов сварки. Так при изменении режима сварки (изменение длительности, амплитуды импульса) происходит затягивание импульса во времени из-за динамических свойств дуги. Вследствие того, что электромагнитный-датчик, улавливающий сигнал рассогласования, по- лучаемый в результате сравнения высокочастотных составляющих тока дуги на кромках иэделия, имеет ограниченную полосу пропускания частот, при изменении режима сварки (при этом изменяется длительность импуль са)форма снимаемого сигнала с дат897" 32 чика искажается, что значительно снижает точность слежения.

Цель изобретения - повышение точности слежения при сварке импульсной дугой. 5

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для слежения- за стыком свариваемых кромок, содержащее последовательно включенные электромагнитный датчик и буферный усилитель, введены емкостный элемент памяти, ключевой элемент и формирователь импульсов, при этом емкостный элемент памяти включен параллельно

:,входу буферного усилителя, ключевой 15 элемент включен между выходом электромагнитного датчика и входом буферного усилителя, а формирователь импульсов подключен своим входом к дуговому промежутку, а выходом — к рф управляющему входу ключевого элемента.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для слежения за стыком 25 свариваемых кромок, на фиг. 2 - импульсы сварочного тока различной длительности, соответствующие различным режимам и различным отклонениям дуги от стыка, на фиг. 3 - сигнал рассогласования на выходе электромагнитного датчика, соответствующий разным длительностям сварочного тока, на фиг. 4 - импульс напряжения управления ключевым элементом, на фиг. 5

35 выходное напряжение устройства, которое представляет собой усиленное напряжение на емкостном элементе памяти. устройство слежения за стыком свариваемых кромок (фиг. 1) состоит

49 из импульсного источника 1 сварочно-:î тока, подключенного к сварочной головке 2 и изделию 3 через токосъемник 4. Туда же подключен вход формирователя 5 импульсов управления, вы45 ход которого подкпючен к цепи управления ключевого элемента 6, включенного между электромагнитным датчиком 7 и емкостным элементом 8 памяти, к которому подключен вход буферного усилителя 9.

При протекании импульсов сварочного тока 1 и 2 (фиг. 2) по кромкам свариваемого изделия 3 происходит наведение ЭДС Од (фиг.3 ) в электромагнитном датчике 7, искажение формы которой зависит от длительности импульса сварочного тока, ибо иэделие совместно с датчиком представляет собой электрический фильтр высоких частот. Следовательно, импульсы малой длительности 1 не искажаются в отличие от импульсов большой длительности 2(фиг. 3) .

Значительные искажения не позволяют использовать данный сигнал рассогласования в качестве измерительного. Для обеспечения линейной зависимости между смещением дуги относительно стыка oL (фиг. 1) свариваемых кромок и напряжением, несущим информацию об этом смещении, необходимо снимать с датчика неискаженную часть выходного напряжения. Это достигается снятием напряжения U (фиг. 3 ) с датчика 7 в течение определенного интервала времени (фиг.4), при котором спад вершины импульса не превышает заданной величины Д = д

° 1003 (фиг. 3), Одрах

При поступлении от импульсного источника сварочного тока (фиг, 1) импульсы сварочного тока i< (фиг. 2 ) формирователь импульсов формирует импульс управления О „ (фиг. 4 ) нормированной длительности,, когорая должна быть меньше самой малой длительностии импульса сварочного тока Г < и .,Во время действия этого ъ лил импульса ключевой элемент 6 (фиг. 1) замыкается и напряжение с датчика 7 U поступает на емкостный элемент 8 памяти, напряжение на котором возрастает экспоненциально

О Ж=О, <-ехр — „> где R - выходное сопроти вление датчика;

R — сопротивление замкнутого ключа.

Постоянная времени (R>+ R>) С должна быть такой, чтобы О ()=О, .

По окончании импульсов управления происходит этап хранения (запоминания) напряжения U = U (С), однако

I из-за конечных величин сопротивлений, шунтирующих конденс атор 8, прои сходит экспоненциальное уменьшение напряжения на конденсаторе

0 ®=0,ехр(- )

CRH ! где и н — общее сопротивление разряда.

897432

Для уменьшения разряда применяется буферный усилитель 9 (фиг. 1) с большим входным сопротивлением, одновременно он усиливает напряжение с конденсатора до требуемой величи- 3 ны 0 .Напряжение на конденсаторе

ВИХ хранйтся в течение периода следования импульсов сварочного тока. После прихода следующего импульса происхо", дит повторное запоминание напряжения и т,д, Выходное напряжение устройства, благодаря введению емкостного элемента памяти, ключевого элемента и формирователя импульсов, имеет

15 необходимую амплитуду и несет полную информацию о величине смещения дуги относительно стыка. 8 данном устройстве измерения отклонения дуги от стыка динамические свойства дуги zo (затягивание сварочного импульса во времени), изменения режима сварки не оказывают влияния на точность измерения, а способствуют повышению точности смещения.

Формула изобретения

Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок, содержащее последовательно включенные электромагнит- ный датчик и буферный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения при сварке импульсной дугой, в него введены емкостный элемент памяти, ключевой элемент и формирователь им- . пульсов, при этом емкостный элемент памяти включен параллельно входу буферного усилителя, ключевой. элемент включен между выходом электромагнит ного датчика и входом буферного усилителя, а Формирователь импульсов подключен своим входом к дуговому промежутку, а выходом - к управляющему входу ключевого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 221872, кл. 8 23 К 9/10, 09.02.67.

2. Львов Н.С ° Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов. M., "Машиностроение", 1973, с ° 72-76 (прототип).

897432 I

1. !! л 1

) Ij и..

Составитель В Колесниченко

Редактор Л.Алексеенко Техред А. Ач Корректор И.Демчик

Закаэ 11817/16 Тирах< 1150 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауоская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г,уигород, ул.Проектная, 4