Устройство управления машиной для контактной стыковой сварки оплавлением

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg ф В 23 К 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437902/25-27 (22) 13.05.82 (46) 07.03.86. Бюл. № 9 (71) Ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (72) С. И. Кучук-Яценко, В. Г. Кривенко, А. И. Горишняков, М. В. Богорский и И. Л. Лазебный (53) 621.791.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 201562, кл. В 23 К 11/04, 18.08.62.

Патент США № 3555237, кл. 219-97, 12.01,71. (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

МАШИНОЙ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ, содержащее сварочный трансформатор, в его первичную обмотку включен датчик сварочного тока, соединенный с электрогидравлическим приводом перемещения плиты машины через

„„Я0„„1215919 А блок управления приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса сварки за счет сокращения времени на его протекание и повышения качества сварного соединения за счет обеспечения оптимального режима процесса сварки, в него введены источник задающего напряжения и блок стабилизации сварочного напряжения, а блок управления содержит два входных усилителя, выход которых через транзистор и переменный резистор подключен к инверсному входу выходного усилителя, выход последнего соединен с электрогидравлическим приводом перемещения плиты машины, прямой вход входных усилителей соединен с источником задающего напряжения, а инверсный — с датчиком сварочного тока, при этом блок стабилизации сварочного наЮ пряжения подключен к первичной обмотке сварочного трансформатора, а его управляю- g+ щий вход подключен к вторичной обмотке сварочного трансформатора. С:

1215919

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при стыковой сварке на машинах, в которых применяется быстродействующий электрогидравлический следящий привод.

Известно устройство для управления скоростью перемещения свариваемых деталей при контактной стыковой сварке оплавлением (1).

Данное устройство характеризуется быстродействием в отработке команд на разведение и сведение свариваемых деталей в процессе оплавления, что вызывает появление пауз в оплавлении и моментов короткого замыкания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления подвижной плитой сварочной машины, в котором применены быстродействующий электрогидравлический золотник и электронный блок управления, обеспечивающие переменное движение подвижной машины «вперед» или

«назад» в зависимости от величины сварочного напряжения. Известное устройство обеспечивает устойчивый процесс оплавления, что позволяет отрабатывать изменения напряжения на зажимах машины в каждом полупериоде питающего переменного напряжения (2).

Недостаток известного устройства невозможность обеспечить воспроизводимость нагрева образцов и, как следствие, нестабильность качества сварных соединений.

Кроме того, снижение скорости перемещения плиты в процессе оплавления приводит к увеличению времени сварки.

Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени на его протекание и повышение качества сварного соединения за счет обеспечения оптимального режима процесса сварки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления машиной для контактной стыковой сварки оплавлением, содержащее сварочный трансформатор, в его первичную цепь включен датчик сварочного тока, соединенный с электрогидравлическим приводом перемещения плиты машины, через блок его управления введены источник задающего напряжения и блок стабилизации сварочного напряжения, а блок управления содержит два входных усилителя, выход которых через транзистор и переменный резистор подключен к инверсному входу выходного усилителя, выход последнего соединен с электрогидравлическим приводом перемещения плиты машины, прямой вход входных усилителей соединен с источником задающего напряжения, а инверсный — с датчиком сварочного тока, при этом блок стабилизации сварочного напряжения включен в первичную обмотку сварочного трансформатора, а его управляющий вход подключен

SS к вторичной обмотке сварочного трансформатора.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы мгновенных значений сварочного тока (1,8), выходного сигнала датчика тока Ui, выходного сигнала источника задающего напряжения Ч и сигнала на входе выходного усилителя Чз.

В исходном состоянии при отсутствии сварочного напряжения блок 1 стабилизации сварочного напряжения входами подключен к питающей сети, а выходами — к первичной обмотке сварочного трансформатора 2, вторичная обмотка которого подключена к губкам 3 и 4, в которых зажаты детали 5.

Трансформатор 6 тока, включенный в первичную цепь сварочного трансформатора 2, подключен к первичной обмотке повышающего трансформатора 7, вторичная обмотка которого подключена к выпрямительному мосту 8, выход которого соединен с потенциометром 9, движок которого через резисторы 10 и

11 подключен к соответствующим входам усилителей 12 и 13, вторые входы которых через резисторы 14 и 15 подключены к потенциометру 16, который подключен к источнику 17 задающего напряжения. Выходы транзисторов

18 и 19, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей 12 и 13, подключены к резисторам 20 и 21, сюда же подключены потенциометры 22 и 23, движки которых через резисторы 24 и 25 подключены к входу выходного усилителя 26, выход которого подключен к входу электрогидравлического золотника 27, выход которого соединен с силовым гидравлическим цилиндром 28.

Датчик 29 сварочного тока образован трансформатором 6 тока, трансформатором 7, выпрямительным мостом 8 и потенциометром 9. Блок 30 управления скоростью перемещения подвижной плиты состоит из резисторов 10, 11, 14, 15, 20, 21, 24 и 25, потенциометров 16, 22 и 23, усилителей 12, 13 и 26 и транзисторов 13 и 19. Блок 1 стабилизации сварочного напряжения стандартный, состоит из тиристорного контакта совместно с промышленным регулятором, на вход обратной связи которого подается напряжение обратной связи, снимаемое с зажимных губок 3 и 4 сварочной машины.

Принцип работы блока 1 стабилизации сварочного напряжения заключается в сравнении сварочного и опорного напряжений, последнее устанавливается регулировочным потенциометром в регуляторе. При уменьшении сварочного напряжения относительно опорного в регуляторе появляется сигнал рассогласования, который уменьшает угол отсечки и, таким образом, увеличивает сварочное напряжение. При увеличении сварочного напряжения происходит обратный процесс.

1215919

35

Составитель Г. Чайковский

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 938/15

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В момент начала сварки подается питание от сети через блок 1 стабилизации сварочного напряжения к сварочному трансформатору 2. Одновремено от источника 17 задающего напряжения подается положительное напряжение 11а на неинвертирующие входы усилителей через резисторы 14 и 15.

В результате на выходах усилителей 12 и 13 появляются положительные сигналы. При этом транзистор 19 полностью открывается и на его выходе (на потенциометре 23) сигнал практически равен нулю. Одновременно. транзистор !8 закрывается и на потенциометре 22 появляется отрицательный сигнал.

Изменяя положение движка потенциометра 22, можно регулировать величину напряжения движка потенциометра 22, а также величину напряжения на инвертирующем входе усилителя 26, изменяя положительное напряжение U на входе электрогидравлического золотника 27 и регулируя, таким образом, скорость сближения свариваемых деталей 5. При появлении в сварочной цепи тока 1 в на выходе датчика 29 тока появляется положительный сигнал Vi (фиг. 2).

Этот сигнал подается на инвертиру ющие входы усилителей 12 и 13, суммируясь с сигналом на неинвертирующих входах. В моменты времени, когда периодически меняющийся сигнал Vi не превышает сигнал Vp, режим работы усилителей 12, 13 и 26 соответствует начальному (без сварочного тока) и свариваемые детали 5 сближаются с заданной скоростью. Когда сигнал V превышает сигнал Vz, напряжения на выходах усилителей 12 и 13 изменяют свой знак с положительного на отрицательный. Это приводит к открытию транзистора 18 и закрытию транзистора 19.

В результате на входном резисторе 24 усилителя 26 сигнал становится равным нулю, а на входном резисторе 25 появляется положительный сигнал, который регулируется потенциометром 23. На выходе усилителя 26 в этом случае появляется отрицательный сигнал, обеспечивающий разведение свариваемых деталей 5 посредством электрогидравлического золотника 27 и гидравлического цилиндра 28. Благодаря применению быстродействующего электрогидравлического золотника 27 обеспечивается возможность разведения свариваемых деталей 5 в каждом полупериоде питающего напряжения. Выбором значений скорости сближения и скорости разведения можно получить процесс оплавления, при котором в 2 — 3 раза повышается плотность сварочного тока, что позволяет существенно уменьшить время сварки. В сочетании с использованием блока 1 стабилизации сварочного напряжения блок регулятора скорости обеспечивает стабильность и интенсификацию нагрева свариваемых деталей при одновременном уменьшении времени сварки.

Предлагаемое устройство испытано на стыковых сварочных машинах при сварке колец, рельсов и цилиндрических заготовок валов. Так, при сварке валов и рельсов время сварки сокращено с 180 до 70 с, при сварке колец время сварки сокращено с 60 до 20 с. Данное устройство может быть применено на стыковых сварочных машинах типа К 355, К 190 П, К 617, К 607 взамен применяющегося блока регулятора скорости, в котором используется электрический привод по схеме ЭМУ вЂ” двигатель и гидравлический следящий золотник с механической обратной связью.

Эффективность применения предлагаемого устройства заключается в повышении производительности процесса сварки и качества сварных соединений.