Машина для контактной стыковой сварки полос оплавлением

 

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением, преимущественно узких полос или лент. Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем стабилизации величины осадки. Машина имеет систему автоматического управления,электрически связанную с датчиком (Д) величины осадки и Д начала осадки. Д включения гидроцилиндра осадки имеет электромеханический привод его перемешения. При сварке сигналы от Д величины осадки и начала осадки при их срабатывании поступают в систему автоматического управления, которая в зависимости от порядка поступления сигналов и времени их рассогласования выдает соответствующую команду на включение электромеханического привода. Последний перемещает Д включения гидроцилиндра осадки так, что при последующей сварке рассогласования во времени срабатывания Д начала осадки и величины осадки оказывается минимальным. Благодаря этому отклонение величины осадки от заданной будет минимальным. 3 ил. (Г СО ьо со со N3 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В 23 К ll/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 392020!/25-27 (22) 28.06.85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) Б. А. Рысс, Е. И. Азимов, С. Г. Молчадский и В. Я. Куляс (53) 621.791.762.037 (088.8) (56) Кабанов Н. С. и др. Стыковая сварка оплавлением тонких полос алюминия.—

Автоматическая сварка, 196?, № 6, с. 62 — 66.

Авторское свидетельство СССР № 429914, кл. В 23 К 11/04, 1972. (54) МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЪ|КОВОЙ СВАРКИ ПОЛОС ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением, преимущественно узких полос или лент. Целью

„„SU „„1291327 А 7 изобретения является повышение качества сварного соединения путем стабилизации величины осадки. Машина имеет систему автоматического управления, электрически связанную с датчиком (Д) величины осадки и Д начала осадки. Д включения гидроцилиндра осадки имеет электромеханический привод его перемещения. При сварке сигналы от Д величины осадки и начала осадки при их срабатывании поступают в систему автоматического управления, которая в зависимости от порядка поступления сигналов и времени их рассогласования выдает соответствующую команду на включение электромеханического привода. Последний перемещает Д включения гидроцилиндра осадки так, что при последующей сварке рассогласования во времени срабатывания Д начала осадки и величины осадки оказывается минимальным. Благодаря этому отклонение величины осадки от заданной будет минимальным. 3 ил.

1291327

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением, преимущественно узких полос или лент.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.

На фиг. 1 изображена машина для контактной стыковой сварки полос оплавлением, общий вид; на фиг. 2 и 3 — графики перемещения подвижной станины в процессе сварки.

Машина для контактной стыковой сварки оплавлением имеет неподвижную станину 1 и шарнирно с ней соединенную станину 2, на которых смонтированы электроды 3, причем верхние электроды соединены с гидроцилиндрами прижимов 4, а к нижним электродам подсоединен сварочный трансформатор 5. На неподвижной станине 1 смонтирован регулируемый упор 6, который служит для точной установки конечного расстояния между электродами 3 в конце осадки. Подвижная станина 2 связана через толкатель 7 с приводом 8 оплавления, выполненным в виде профилированного кулачка, соединенного с электродвигателем (не показан), а через толкатель 9 — с гидроцилиндром 10 осадки. Для остановки подвижной станины 2 в исходном положении (перед сваркой) предусмотрен датчик 11 исходного положения подвижной станины, выполненный в виде конечного выключателя, закрепленного на неподвижной станине 1, и включающий элемент 12, закрепленный на кулачке привода 8 оплавления.

Для определения момента начала осадки предусмотрен датчик 13 начала осадки, представляющий собой электрический контакт между подвижной станиной 2 и толкателем 7. С подвижной станиной 2 кинематически через тягу 14 связан датчик 15 величины осадки, выполненный в виде конечного выключателя, закрепленного на каретке 16, смонтированной с возможностью перемещения по тяге 14 и фиксации на ней с помощью винта 17. Для подачи команды на включение гидроцилиндра 10 осадки служит датчик 18 включения гидроцилиндра осадки, выполненный в виде конечного выключателя, закрепленного на каретке 19, смонтированной с возможностью перемещения по тяге 14 от электромеханического привода 20 перемещения датчика.

Привод 20 выполнен в виде винтовой передачи 21, соединенной с электродвигателем 22. Электродвигатель 22 электрически связан с системой 23 автоматического управления, состоящей из регулируемого источника 24 напряжения и элемента 25 сравнения, причем первый вход элемента 25 сравнения электрически связан с датчиком 15 величины осадки, а второй вход элемента сравнения электрически соединен с датчиком 13 начала осадки. Выход элемента 25 сравнения соединен с входом регулируемого источника 24 напряжения, выход которого соединен с входом электродвигателя 22. Для включения датчиков 15

55 и 18 служат установленные на неподвижной станине 1 включающие элементы 26 и 27 соответственно.

Машина работает следующим образом.

Перед началом сварки подвижная станина 2 находится в исходном положении, что фиксируется вклк)чением датчика 11 исходного положения подвижной станины. Это положение определяет начальное перед сваркой расстояние U между нижними электродами 3 неподвижной 1 и подвижной 2 станин, которое рассчить>вают по следующей формуле

U = ЛО>1: + Лос + Лк, где Лопл — величина оплавления;

Л- — величина осадки;

Л вЂ” конечное расстояние между электродами после сварки.

После этого регулируемый упор 6 настраивают таким образом, чтобы при взаимодействии его с подвижной станиной 2 (в конце осадки) конечное расстояние между нижними электродами 3 было равно Л.. Затем перемещают подвижную станину 2 в положение, при котором расстояние между нижними электродами 3 будет равно Л.; + Л..

В этом положении подвижную станину останавливают, а затем каретку 16 передвигают по тяге 14 до тех пор, пока датчик 15 величины осадки не включится от воздействия вклк>чаюшего элемента 26 (момент включения фиксируется контрольной лампочкой (не показана). В этом положении каретку 16 фиксируют на тяге 14 с помощью винта 17. Для предварительной настройки момента включения датчика 18 подвижную каретку 19 при помощи электромеханического привода 20 передвигают по тяге 14 и останавливают так, что включающий элемент 27 воздействует на датчик 18 включения гидроцилиндра осадки в тот момент, когда расстояние между нижними электродами 3 равно 6.

Выбор о производят произвольно при условии, что Лос + Лк (о (Далее с целью настройки машины производят ее холостое включение (без проведения сварки). При этом включают привод 8 оплавления, кулачок которого поворачивается вокруг своей оси и через толкатель 7 перемещает подвижную станину 2 с постепенно увеличивающейся скоростью у" .;. Вместе с подвижной станиной 2 перемещается тяга 14 со смонтированными на ней кареткой 19 и приводом 20, и при достижении определенного положения закрепленный на каретке 19 датчик 18 включения гидроцилиндра осадки входит в контакт с элементом 27 и выдает команду на вклк>чение гидроцилиндра 10 осадки. Толкатель 9 гидроцилиндра 10 осадки перемещается со скоростью Voc, значительно (на порядок) 1291327

3 превышающий скорость движения подвижной станины 2 от привода 8 оплавления, и поэтому он в какой-то момент времени догонит подвижную станину 2 и сообщит ей соответствующую скорость. В этот момент электрический контакт между толкателем 7 и подвижной станиной 2 разомкнется, т.е. датчик 13 выдаст сигнал о начале осадки в элемент 2 сравнения (на второй его вход). При этом датчик 15 величины осадки к этому моменту либо включил— ся от взаимодействия с включающим элементом 26 и выдал сигнал на первый вход элемента 25 сравнения ранее на время At, либо включился через некоторое время At.

Это означает, что в первом случае (фиг. 2) фактическая величина оплавления

Л-л:ф будет больше заданной Л-. на величину AS = V-.; ht, соответствующую времени рассогласования поступления сигналов от датчиков 15 и 13 в элемент 25 сравнения, т.е. Лоплф1 = Лопл + AS1 а фактическая величина осадки Л"-ф будет меньше

ЗядяННОЙ Лос На ту ЖЕ ВЕЛИЧИНУ Лосф| = Лос— — Л. > i.

Во втором случае (фиг. 3) фактическая величина оплавления 6о. фо будет меньше

ЗадаННОй Лопл Ня ВЕЛИЧИНУ Л$О = (Vîñ— — Ч-.;)Л1, а фактическая величина осадки

Лосфр будет больше заданной Лос HB Tv же величину Л8, т.е. Л-.фо = Л.. — Л8, а Лосфг = Л + ЛЬ .

Сигналы от датчиков 15 и 13 поступают на первый и второй входы элемента 25 сравнения системы 23 автоматического управления. Кулачок привода 8 оплавления продолжает вращаться, и, когда закрепленный на нем включающий элемент 12 воздействует. на датчик 11 исходного положения подвижной станины 2, он останавливается, а толкатель 9 гидроцилиндра 10 осадки через определенное время после срабатывания датчика 13 возвращается в первоначальное положение. После этого подвижная станина 2 возвращается в исходное положение (в частном случае под действием собственного веса).

В зависимости от временной последовательности поступления сигналов от датчиков 13 и 15 и времени их рассогласования At элемент 25 сравнения выдает импульс определенного знака и продолжительности, который, поступая на вход регулируемого источника 24 напряжения, дает команду на включение электродвигателя 22.

Последний при помощи винтовой передачи 21 перемещает каретку 19 со смонтированным на ней датчиком 18 включения гидроцилиндра 10 осадки в ту или иную сторону на величину, соответствующую времени At рассогласования поступления сигналов от датчиков 13 и 15. Такая настройка приводит к тому, что при последующей (первой) сварке время At рассогласования поступления сигналов от датчиков 13 и 15 в эле5

I0

55 менте 25 сравнения минимально, а следова. тельно, и величина фактической осадки практически равна заданной. Машина готова к сварке.

При сварке машина работает следующим образом.

В исходном положении машины концы свариваемых полос устанавливают и зажимают в электродах 3 с помощью гидроцилиндров прижимов 4 так, что вылеты концов свариваемых полос из электродов одинаковы, а зазор между концами полос равен примерно 0,5 — 1 мм. Затем одновременно включают сварочный трансформатор 5 и привод 8 оплавления, кулачок которого через толкатель 7 перемещает подвижную станину 2, и происходит оплавление зажатых в электродах 3 концов полос с постепенно увеличивающейся скоростью Чоп.;. Вместе с подвижной станиной 2 перемещается тяга 14 со смонтированными на ней приводом 20 и кареткой 19, несущей датчик 18 включения гидроцилиндра осадки. Когда датчик 18 входит в контакт с включающим элементом 27, он выдает команду на включение гидроцилиндра 10 осадки.

После включения гидроцилиндра 10 осадки его толкатель 9 через некоторое время догонит подвижную станину 2 и сообщит ей скорость осадки Vc. В этот момент электрический контакт между толкателем 7 и подвижной станиной 2 разомкнется и датчик 13 выдаст сигнал о начале осадки на второй вход элемента 25 сравнения. Датчик 15 величины осадки к этому моменту либо включился от взаимодействия с включающим элементом 26 и выдал. сигнал на первый вход элемента 25 сравнения ранее на время At, либо включится через некоторое время At. При этом время

At рассогласования поступления сигналов от датчиков 13 и 15 незначительно, так как машина перед этим была настроена описанным образом. Кулачок привода 8 оплавления продолжает вращаться и, когда закрепленный на нем включающий элемент 12 воздействует на датчик 11 исходного положения подвижной станины 2, он останавливается, а толкатель 9 гидроцилиндра 10 осадки через определенное время после срабатывания датчика 13 возвращается в первоначальное положение. После этого с помощью гидроцилиндров 4 прижимов поднимают верхние электроды 3 и подвижная станина 2 возвращается в исходное положение.

После каждой сварки система 23 автоматического управления оценивает величину

At времени рассогласования поступления в нее сигналов от датчиков 13 и 15 и, воздействуя на электромеханический привод

20, всякий раз отрабатывает такое перемещение датчика 18 включения гидроцилиндра осадки, при котором при последующей

1291327

Риг .т

Маг Z Составитель И. Фелицина

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 81/15 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S сварке это время (Л1) будет минимально возможным.

Предлагаемая машина позволит повысить качество сварного соединения за счет стабилизации осадки независимо от изменений во времени характеристик масла, подаваемого в гидроцилиндр осадки. Это достигается благодаря тому, что машина имеет систему автоматического управления, связанную с датчиком величины осадки и с датчиком начала осадки, а датчик включения гидро- 10 цилиндра осадки имеет привод перемещения, на который воздействует упомянутая система.

Таким образом, по информации, полученной в процессе сварки предыдущего соединения, происходит адаптивная автоматическая настройка величины осадки, учитывающая нестабильность характеристик масла, по даваемого в гидроцилиндр осадки.

За счет повышения качества сварного соединения следует ожидать снижение обрывов сварных соединений при их последующей прокатке примерно вдвое. Это приведет к снижению простоев прокатных станов и, таким образом, к повышению их производительности ориентировочно на 2Я, Формула изобретения

Машина для контактной стыковой сварки полос оплавлением, содержащая подвижную и неподвижную станины со смонтированными на них электродами, регулируемый упор для настройки расстояния между электродами, связанные с подвижной станиной через толкатели, привод оплавления и гидроцилиндр осадки, датчик начала осадки и сварочный трансформатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем стабилизации величины осадки, она снабжена кинематически связанными с подвижной станиной датчиком величины осадки и датчиком включения гидроцилиндра осадки, снабженным электромеханическим приводом перемещения с системой автоматического управления, включающей регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с двигателем электромеханического привода, и элемент сравнения, выход которого соединен с входом регулируемого источника напряжения, а входы — с выходами датчиков начала осадки и величины осадки.