Устройство для контроля превышения кромок при высокочастотной сварке

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕВЬШЕНИЯ КРОМОК ПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКЕ, содержащее основную измерительную обмотку, обмотку возбуждения , электромагнитный экран, детектор и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля превьшения свариваемых кромок, в него введены первая, вторая и третья измерительные обмотки, два блока деления, блок сравнения и три детектора, причем основная и первая измерительные обмотки размещены на магнитопроводе симметрично его продольно-вертикгтьной плоскости, а вторая и третья над электромагнитным экраном также симметрично продольно-вертикальной плоскости магнитопровода, причем выходвд основной и второй измерительных обмоток через свои детекто{ш подключены к входам одного из блоков деления , а выходы первой и третьей измерительных обмоток через свои детекторы подключены к входам другого блока деления, выходы блоков деления через блок сравнения подключены к блоку индикации. 2. Устройство по п 1, о т л ичающееся тем, что в качестве обмотки возбуждения служит токоподвод . ф DO сд X

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Ot) 3(5И В 23 К 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3455 23 7/25-2 7 (22) 14.06.8? (46) 30.12.83. Вюл. 9 48 (72) М.Я.Акимова, Б.Я.Качанов, С.Ю.Кириллов и В.П.Стрельников (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт нм. В,И.Ульянова (Ленина) (53) 621.791,77(088.8) (56) 1, Патент Франции 9 2311276, кл. Q 01 Ь В 7/14, 1975 (прототип) (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПРЕВЬИИЕНИЯ КРОМОК ПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКЕ, содержащее основную измерительную обмотку, обмотку возбуждения, электромагнитный экран, де» тектор и блок индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности контроля превышения свариваевмх кромок, в него введены первая, вторая и третья измерйтельные обмотки, два .блока деления, блок сравнения и три детектора, причем основная и первая измерительные обмотки размещены иа магнитопроводе симметрично его продольно-вертикальной плоскости, а вторая и третьянад электромагнитным экраном также симметрично продольно-вертикальной плоскости магнитопровода, причем выходы основной и второй измерительных обмоток через свои детекторы подключены к входам одного иэ блоков деления, а выходы первой и третьей измерительных обмоток через свои детекторы подключены к входам другого блока деления, выходы блоков деления через блок сравнения подключены к блоку индикации.

2. Устройство по п 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что s качестве обмотки возбуждения служит токоподвод.

1063560

Изобретение относится к высокочастотной сварке труб и листов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство, предназначенное для определения линейного перемещения металли- 5 ческого экрана с большой линейностью. выходной характеристики. Устройство содержит высокочастотный источник энергии, подключенный к обмотке возбуждения, расположенной напротив об- 10 мотки якоря, соединенной с индикатором через однополупериодный выпрямитель детектор ), позволяющий определить величину ЭДС, наводимую в обмотке якоря, вследствие существования магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. Между обмотками размещается электромагнитный экраи, линейное перемещение которого вдоль оси катушек влияет на величину ЭДС, наводимую в обмотке якоря, и, следовательно, на показания индикатора.

Таким образом, известное устройство позволяет определить линейное перемещение экрана относительно обмоток возбуждения и як ;, я, обеспечивает возможность бесконтактного измерения перемещения электромагнитного экрана и, следовательно, возможно использование устройства в процессе работы стана (1 ). 30

К недостаткам этого устройства можно отнести ограниченность области

его применения, оно не позволяет определить превышение свариваемых кромок, а следовательно, не может 35 быть применено для контроля правиль ности их схождения.

Цель изобретения - повышение точности контроля превышения свариваемых кромок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля превышения кромок при высокочастотной сварке, содержащее основную измерительную обмотку, обмотку возбуждения, электромагнитный экран, детектор и блок индикации, введены первая, вторая и третья измерительные обмотки, два блока деления, блок сравнения и три детектора, причем основная и первая измерительные обмотки размещены на магнитопроводе симметрично его продольно-вертикальной плоскости, а вторая и третья над электромагнитным экраном также симметрично продольно-вертикальной плоскости магнитопровода, причем выходы основной и второй измерительных обмоток через свои детекторы подключены к входам другого блока деления, выходы блоков деления через блок сравнения подключены к блоку индикации.

Кроме того, в качестве обмотки возбуждения служит токоподвод.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. устройство содержит токоподвод 1, выполненный в виде индуктора, свариваемые кромки 2 в виде кромок трубной. заготовки, магнитопровод 3, основную измерительную обмотку 4, вторую дополнительную измерительную Об» мотку 5, первую дополнительную измерительную обмотку б, третью дополнительную измерительную обмотку

7, детекторы с фильтрами 8 — первый блок 9 деления, второй блок 10 деления, блок 11 сравнения, блок 12 ининдикации.

Магнитопровод 3 расположен. внутри трубной заготовки 2, охваченной наружным индуктором 1. На магиитопроводе 3 расположены основная измерительная обмотка 4 и первая дополнительная измерительная обмотка б. Над кромками трубной загОтовки

2 расположены вторая и третья дополнительные измерительные катушки

5 и 7. Выходы основной и второй дополнительной измерительных катушек

4 и 5 подключены к соответствующим входам первого блока 9 деления через свои детекторы с фильтрами 8. Выходы первой и третьей дополнительных измерительных катушек б и 7 подключены к входу второго блока 10 деления текже через свои детекторы с фильтрами 8. Выходы блоков 9 и .10 деления подключены к блоку 12 индикации через блок 11 сравнения.

В электромагнитной системе токоподвод - трубная заготовка — магнитопровод существует рабочий магнитный поток, проходящий через Ч -образную щель, образованную свариваеьыми кромками, внутренний магнитопровод, замыкающийся во внешнем пространстве, Распределение магнитного потока в системе определяется магнитными сопротивлениями отдельных ее участков и областей. Магнитный поток, выходя из внутреннего магнитопровода, проходит в зазоре между ним и трубной заготовкой, которая является в данном случае для него электромагнитным экраном, и выходит во внешнюю область через щель, образованную свариваемыми кромками ° Таким образом, при условии концентричного расположения трубной заготовки относительно магнитопровода картина распределения силовых линий магнитного поля будет симметрична относительно его продольно-вертикальной плоскости, Кроме этого, необходимо отметить, что наименьшее магнитное сопротивление, а следовательно, и наибольшая напряженность магнитного поля будет под щелью, образованной свариваемыми кромками °

1063560

БНИИПИ Заказ 10407/14 Тираж 1106 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Аналогично сказанному выше распределение силовых линий во внешней области трубной заготовки будет также симметрично, а наибольшая напряженность магнитного поля будет над Ч -образной щелью. 5

При размещении измерительных обмоток на боковых поверхностях внутреннего магнитопровода величина ЭДС, снимаемая с них, пропорциональна величине магнитных сопротивлений, 10 характеризующих зазор между трубной заготовкой и магнитопроводом в поперечном сечении системы. Таким образом, превышение одной иэ свариваемых кромок над другой приводит )5 к изменению величины магнитных сопротивлений, а следовательно, и к перераспределению магнитного потока в зазорах, что в свою очередь скажется на ЭДС, снимаемых с измерительных обмоток.

20 . Кроме этого, ввиду неоднородности магнитного поля системы поперечное перемещение Ч -образной щели отно ительно продольной оси магнитопровода скажется на получаемые сигналы так же, как и превышение одной из свариваемых кромок.

Для отстройки от изменения полного магнитного потока, создаваемого токоподводом, и от перемещения кромок трубной заготовки в направлении, поперечном направлению ее движения, используются вторая и третья дополнительные измерительные обмотки. При размещении их во внеш- 35 ней области трубной заготовки симметрично продольно-вертикальной плоскости магнитопровода укаэанные выше

-возмущения в равной степени сказы ваются на основной и второй, а так- 40 же первой и третьей дополнительных измерительных обмотках.

Следовательно, разделив сигналы, получаемые от измерительных обмоток (как указано выше ), имеем, так на- 45 эываемые "безразмерные" величины, которые зависят только от зазоров между трубной заготовкой и магнито проводом, или другими словами, от положения свариваемых кромок. Разность, полученная при сравнении сигналов блоков деления, пропорциональна смещению одной кромки относительно другой, Устройство работает следующим образом.

Ток подводится к свариваемым кромкам 2 посредством токоподвода 1, создающего магнитный поток, проходящий по иагнитопроводу 3 в зазоре между кромками 2 и замыкается во внешнем пространстве. Основная и первая дополнительная измерительные катушки 4 и 6 расположены на магнитопроводе 3, а вторая и третья - над кромками трубной заготовки.

Сигнал основной измерительной катушки 4 подается на первый вход первого блока 9 деления через свой детектор с фильтрами 8, причем к второму его входу подключен выход второй дополнительной измерительной катушки 5 также через свой детектор с фильтром 8. Полученное соотношение характеризует абсолютное положение свариваемой кромки 2 и не зависит от изменения полного магнитного потока, создаваемого токоподводом, и поперечного смещения шва.

Аналогично сказанному выше сигнал с выхода первой дополнительной обмотки 6 подключен к первому входу второго блока 10 деления, к второму входу которого подключена третья дополнительная измерительная обмотка 7, также как и предыдущая через свой детектор с фильтром 8.

Сигналы с выходов блоков 9 и 10 деления подаются на вход блока 11 сравнения, где реализуется сигнал, пропорциональный относительному превышению свариваемых кромок. Укаэанный сигнал подается на вход блока

12 индикации.

Предлагаемое устройство имеет расширенную область применения, так как позволяет бесконтактным спосо бом определить в процессе работы трубоэлектросварочного стана превышение свариваемых кромок трубной заготовки, что является одним иэ наиболее характерных признаков не" качественного сварочного соединения.

Применение данного устройства в процессе работы стана позволяет своевременно корректировать параметры линии формовки трубоэлектросварочного агрегата, т.е. повысить качество сварного соединения и упростить функции участка раэбраковки труб.

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство позволяет постоянно контролировать параметр, сварного соединения, Все замеры осуществляются в процессе работы стана и до момента образования сварного соединения, что позволяет своевременно осуществлять коррекцию параметров формующего агрегата, ликвидируя тем самым выпуск некачественных труб.