Способ контроля процесса осадки контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением

 

{и) 1002117

Союз Советских

Социапистичесиих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 23.12.81 (21) 3369305/25 27 (51)М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ (23)П ио нтет

В ?3 К 11/04

ГвсумретеаееИ квинтет

CCCP. eo дамм нзебретеннй н вткрытнй р р

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9 (53) УЛК 621 °

--791.762 (088.8) Дата опубликования описания 10„03.83 (72) Авторы изобретения.И.Г. Ткаченко, В,.П. Кривонос и Б.Л. Грабчев

/ институт электросварки им. E.O. Патона АН Украинскде. ССР (7! } Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОСАДКИ

КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ НЕПРЕРЫВНЫИ

ОПЛАВЛЕНИЕИ

Изобретение относится к области обработки и сварки материалов и может быть использовано при контактной стыковой сварке методом непрерывного оплавления с постоянным давлением осадки преимущественно деталей с большим поперечным сечением.

Известны способы контроля процес; са контактной стыковой сварки, при которых контролируют скорость осад ки 1 1 . Так, например, в способе нормально протекающим процессом считают такой, при котором заданная величина скорости перемещения подвижного зажима достигнута в заранее выбранном, интервале времени, который задают максимально допустимым для перемеще" ния подвижного зажима при осадке на величину, равную суммарной глубине неровностей на оплавляемых торцах. що

Недостатком известного способа является необходимость проведения: большого объема экспериментальных работ по выбору интервала времени в зависи2 мости от типоразмера свариваемых де талей . ,Известен способ, при котором контролируют начальную скорость осадки по ее минимальному значению (2 g.

Однако в начальный момент осадки между оплавляемыми поверхностями имеется зазор, поэтому начальная скорость осадки характеризует в большей степени параметры сварочного оборудования (механизма осадки), чем собст-. венно процесса сварки.

Кроме того, недостатком известных, способов является то, что в них контроль осуществляется без учета температурного поля, полученного в деталях к началу осадки.

Этот способ является наиболее близким к предлагаемому и поэтому выбран в качестве прототипа. Он имеет следующие основные признаки, общие для него и изобретения. Процесс контактной стыковой сварки непрерывным

3 100211 оплавлением контролируют по скорости осадки в определенный момент времени.

Целью изобретения является повышение стабильности качества сварного соединения за сче, т своевременного обнаружения дефекта соединения.

Цель достигается тем, что в способе контроля процесса осадки контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением преимущественно деталей с te развитым поперечным сечением, при котором измеряют скорость перемещения подвижной станины машины, в процессе осадки задают оптимальное значение скорости перемещения подвижной ста- 1% нины машины в момент, когда вторая производная перемещения подвижной станины машины отлична от нуля, а измерение скорости перемещения осуществляют в этот же момент времени, ре затем сравнивают измеренную и .заданную величины скоростей и по их разности судят о наличии дефекта.

На фиг. 1 показана кривая перемещения подвижной станины машины на 25 этапе осадка;.на фиг. 2 - блок-схема для реализации предлагаемого способа.

Ю

На фиг. 1 показана кривая, иллюстрирующая характер перемещения подвиж- 3О ной станины на этапе осадки при сварке рельсов Р65 на машине типа К- 190П.

На фиг. 1 приняты следующие обозна-. чения: t - длительность первого этапа, скорость которого V равна танХ генсу угла наклона oL, Чн „ч — началь1 I 35 ная скорость перемещения станины на втором этапе, равная тангенсу угла наклона +Aa4

46

Характер перемещения подвижной станины при осадке, приведенный на фиг.1, обусловлен тем, что на первом этапе .происходит перемещение на величину зазора между деталями, при этом подвижная станина движется, почти не

43 встречая сопротивления. Затем, когда площадь соприкосновения оплавляемых поверхностей станет достаточно большой, происходит резкое падение скорости, Определить этот момент можно по второй производной перемещения по времени, которая принимает значение, отличное от нуля. Начальная скорость перемещения на втором этапе будет тем выше, чем ниже градиент температурного поля. Поскольку скорость Ч 1О, обратно пропорциональна градиенту температурного поля, то, контролируя ее величину, можно судить о стабильности. нагрева свариваемых деталей.

Предлагаемый способ заключается в том, что контролируется начальная скорость осадки на втором этапе путем измерения скорости перемещения подвижной станины в момент времени, когда вторая производная во времени станет отличной от нуля.

На фиг, 2 показан пример реализа" ции предложенного способа.

Сварочная машина 1 соединена с последовательно соединенными датчиком

2 скорости перемещения подвижной плиты сварочной машины, дифференцирующим блоком 3, нуль-органом 4, блоком 5 сравнения и блоками 6 индикации. Второй вход блока 5 сравнения соединен со сварочной машиной, а третий его вход с задатчиком 7 оптимальной величины скорости. К второму входу. нуль-органа подключен программи- рующий блок.

Устройство контроля работает следующим образом.

Э процессе сварки с датчика 2 перемещения поступает сигнал, пропорциональный скорости перемещения подвижной -плиты сварочной машины,на вход блока 5 сравнения и дифференцирующего блока 3. На выходе дифференцирующего блока 3 получаем сигнал, пропорциональный второй производной перемеще<2 ния по времени В момент вклюgg2 чения осадки по команде программир ющего блока 8 в нуль-орган 4 поступает разрешение на измерение величины 2 ВИШЬ вЂ” В момент времени, когда р «р станет отличной от нуля, с выхода нуль-органа 4.на. вход блока 5 сравнения поступает импульс-команда разрешения контроля скорости перемещения подвижной станины. Если контролируемая величина скорости будет отлис3< чаться в ту или иную сторону от оптимального значения, установленного задатчиком 7, то с выхода блока 5 сравнения поступает сигнал рассогласования в блок 6 индикации. В частности, применительно к сварке рельсов на машине типа К- 190П экспериментально установлено, что оптимальное значение начальной скорости второго этапа осадки находится в пределах

10-12 мм/с.

5 10021 1

Предлагаемый способ в отличии от прототипа позволяет контролировать стабильность нагрева свариваемых деталей, что дает возможность своевременно обнаружить бракованное соединение и тем самым повысить качество сварного соединения. формула изобретения

Способ контроля. процесса осадки контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением преимущественно деталей с развитым поперечным сечени- М .ем, при котором измеряют скорость перемещения подвижной станины маши- ны в процессе осадки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности качества сварного в

7 6 .соединения за счет своевременного обнаружения дефекта соединения, задают оптимальное значение скорости перемещения подвижной станины машины в момент, когда вторая производная перемещения подвижной станины машины отлична от нуля, а измерение скорости перемещения осуществляют в этот же момент времени, затем сравнивают измеренную и заданную величины скоростей и по их разности судят о наличии дефекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 517430, кл. В 23 К 11/04, 02.01.75.

2. Авторское свидетельство СССР и 197045, кл. В 23 K 11/04, 10. 1-2.65.(прототип).

1002117

Заказ 1690/5

Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Чайковский

Редактор Н. Багирова Техред И.Коштура Корректор С. Шекмар