Устройство для автоматического регулирования глубины проплавления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ при дуговой сварке неплавящимся электродом, содержащее траверсу, несущую сварочную горелку, со1вдиненную с источником питания дуги, и систему регулирования параметров режима сварки, состоящую из блоков сравнения, входы которых связаны с датчиком и с источниками опорного сигнала, а выходы связаны соответственно с входом исполнительного механизма перемещения траверсы и с входами регулятора технологических параметров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования глубины проплавления путем измерения толщины слоя Жидкого металла, оно снабжено источником переменного тока и блоком выделения сигнала датчика , а датчик выполнен в виде установленного на траверсе электроконтактного датчика, измерительный с стержень которого подпружинен, уста новлен с возможностью возвратно (Л поступательного перемещения от привода и связан через нормально замкнутый контакт датчика с источником переменного тока, последовательно с которым включен блок вьщеления сигнала датчика, выход которого соединен с входами блоков сравнения. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594851/25-27 (22) 25.05.83 (46) 30.09.85. Бюл. N - 36 (72) И.M. Нтрикман, А.С. Павлов и П.Ф. Баркин (53) 621.791.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 544526, кл. В 23 К 9/10, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 471174, кл. В 23 К 9/10, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 709294, кл. В 23 К 9/10, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ

НРОПЛАВЛЕНИЯ при дуговой сварке неплавящимся электродом, содержащее траверсу, несущую сварочную горелку, соединенную с источником питания дуги, и систему регулирования параметров режима сварки, состоящую иэ блоков сравнения, входы которых связаны с датчиком и с источниками

ÄÄSUÄÄ 1181804 A опорного сигнала, а выходы связаны соответственно с входом исполнительного механизма перемещения траверсы и с входами регулятора технологических параметров, о .т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования глубины проплавления путем измерения толщины слоя жидкого металла, оно снабжено источником переменного тока и блоком выделения сигнала датчика, а датчик выполнен в виде установленного на траверсе электроконтактного датчика, измерительный стержень которого подпружинен, установлен с возможностью возвратнопоступательного перемещения от привода и связан через нормально зам- кнутый контакт датчика с источником переменного тока, последовательно с которым включен блок выделения сигнала датчика, выход которого соединен с входами блоков сравнения.

1181804

10 !

50

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам измерения толщины слоя жидкого металла в сварочной ванне и регулирования глубины проплавления в процессе автоматической сварки неплавящимся электродом.

Цель изобретения — повьш1ение точности регулирования глубины проплавления путем измерения толщины слоя жидкого металла.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для автоматического регулирования глубины проплавления; на фиг.2 — структурная схема блока выделения сигнала датчика; на фиг.3 — эпюры напряжений на выходах элементов блока выделения сигнала датчика.

Устройство для автоматического регулирования глубины проплавления (фиг.1) содержит два блока 1 и 2 сравнения сигнала датчика и опорного сигнала, исполнительный механизм перемещения траверсы, регулятор 4 технологических параметров, источник 5 питания дуги, сварочную горелку 6, траверсу 7, источник 8 переменного тока, блок 9 выделения сигнала датчика, привод 10 электроконтактного датчика 11. Электроконтактный датчик 11 состоит из нормально замкнутого контакта 12, измерительного стержня (зонда) 13, подпрулжненногo НоН 14 (cBBp. ваемое изделие обозначено позицией

15). Сварочная горелка 6 и электроконтактный датчик 11 с приводом 10 установлены на траверсе 7.

Бло, 9 выделения сигнала датчика (фиг.2) содержит реактивную нагрузку, например катушки 16 индуктивности, детектор 17, два пороговых устройства 18 и 19 и два преобразователя интервала времени в напряжение 20 и 21.

U — эппора напряжений на выходе

16 реактивной нагрузки 16; 01 - эпюра напряжений на выходе детектора 17, U этпора напряжений на выходе второго порогового устройства 18, П вЂ” эпюра напряжений на выходе первого порогового устройства 19, Ь, — эпюра напряжений на выходе

2о второго преобразователя 20 интервала времени в напряжение U — эпю21 ра напряжений на выходе первого преобразователя 21 интервала времени в напряжение.

Устройство работает следующим образом.

Между горелкой 6 и свариваемым изделием 15 возбуждают дугу от источника 5 питания. Затем при образовании сварочной ванны с помощью привода 10 вводят в зону действия дуги электроконтактный датчик 11.

При прохождении зондом датчика 11 зоны дуги и погружения его в сварочную ванну от источника 8 переменного тока проходит ток через последовательно соединенные блок 9 выделения сигнала датчика, нормально замкнутый контакт 12, измерительный стержень 13 и свариваемое изделие 15.

Частота источника 8 переменного

20 тока выбирается в несколько раз больше частоты флуктуаций тока сварочной дуги и частоты питания источника 5 сварочной дуги. В момент касания зондом 13 электроконтактного датчика 11 поверхности расплавленного металла сварочной ванны в виду различной проводимости жидкого . металла и плазмы наблюдается резкий скачок тока. Далее при продвижении зонда 13 электроконтактного датчика 11 вглубь расплавленного металла происходит соприкосновение измерительного стержня с твердым нерасплавленным металлом и за счет упругости, созданной пружиной, нормально замкнутый контакт 12 размыкается, при этом разрывается цепь прохождения переменного тока от источника 8 и одновременно привод 10 возвращает электроконтактный датчик 11 в исходное положение. Процесс погружения электроконтактного датчика в сварочную ванну периодически повторяется с определенной частотой в зависимости от параметров режима сварки.

Часть "-нергии сигнала, проходящего через электроконтактный да.тчик

11, выделяется в блоке 9 выделения сигнала датчика.

Блок 9 выделения сигнала датчика работает следующим образом (см. фиг.2 и 3).

Сигнал электроконтактного датчика 11 проходит через первичную обмотку катушки 16 индуктивности. Часть энергии этого сигнала снимается с вторичной обмотки катушки 16 индуктивности (эпюра U 16) и подается

3 1 на детекторное устройство 17. Продетектированный сигнал (эпюра U ) поступает на входы двух пороговых устройств 18 и 19. На выходе первого порогового устройства 19 формируется прямоугольный импульс постоянного напряжения (эпюра Б ), длительность которого по времени t< пропорциональна длине дуги, а на выходе второго порогового устройства 18 — прямоугольный импульс постоянного напряжения (эпюра П„ ), длительность которого по времени t, пропорциональна толщине слоя жидкого металла. °

Сигнал с выхода первого порогового устройства 19 (Б ) подают на вход первого 21 преобразователя интервала времени в напряжение, а сигнал с выхода второго порогового устройства 18 — на вход второго 20 преобразователя интервала времени в напряжение.

Преобразованный сигнал, пропорциональный напряжению, с выхода первого преобразователя интервала времени в напряжение (эпюра Б „) поступает на вход первого блока 1 сравнения сигнала датчика U и опорного сигнала Ущ „ (требуемое значение регулируемого параметра — длины дуги ), а с выхода второго преобразователя 20 интервала времени в напряжение (эпюра Б ) — на вход второго блока 2 сравнения сигнала

pcLT HK П20 H onopHoro сигнала Поп (требуемое значение регулируемого .параметра - толщины слоя жидкого металла /",„) .

Сигнал рассогласования в первом блоке 1 сравнения между U < и U ä„, появляющийся при изменении длины

181804 4 дуги, пропорциональный регулирующему воздействию, подают на исполнительный механизм 3 перемещения траверсы, с помощью которого перемещается траверса 7 до установления требуемой длины, т.е. компенсации рассогласования.

Сигнал рассогласования во втором блоке 2 сравнения между Б и

10 U д, появляющийся при измененйи толщины слоя жидкого металла d „ подают в блок 4 регулирования техйологических параметров, с помощью которого регулируют, например, сварочный ток, скорость подачи проволоки, скорость сварки.

Весь процесс автоматического регулирования глубины проплавления можно разделить во времени на следующие этапы (фиг.З): t„ — время прохождения электроконтактного датчика через дугу; t, — время погружения электроконтактного датчика в слой жидкого металла; t, — время регулирования глубины проплавления.

Абсолютное значение длины дуги 1 и толщины слоя жидкого металла d" определяют по следующим зависимостям где Ч вЂ” скорость погружения электроконтактного датчика.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования глубины проплавления по сравнению .с известными устройствами, что в конечном итоге повысит качество свар40 ных соединений, а также надежность и ресурс сварных конструкций.

1181804

1181804

020

021

Заказ. 6037/12

Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,.Раувскак наб, д. 4!5

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

Составитель В. Влодввская

Редактор Л. Веселовская Техред,О.Неце Хорректор Л. Бескид