Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб
Изобретение относится к высокочастотной сварке труб и может быть использовано для автоматического регулирования процесса сварки. Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем повышения точности регулирования процесса высокочастотной сварки труб за счет контроля интенсивности оплавления свариваемых кромок. Для ее достижения оценивается частота воздействия возмущающих факторов. Затем выделяется напряжение, обладающее частотным диапазоном от 70 до 300 Гц. Сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе, изменяют в соответствии со скоростью сварки и заданной температурой. Полученную информацию используют для воздействия на мощность источника питания нагревательного устройства. За счет изменения коэф. усиления канала возможно обеспечение устойчивой работы системы автоматического регу-. лирования во всем диапазоне скоростей сварки. I ил. сл 00 4 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1!) (Sl) 4 В 23 К 13 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3960856/25-27 (22) 07.08.85 (46) 30.10.87. Бюл. М - 40 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) М.Я.Акимова, Б.Я.Качанов, В.П.Стрельников, В.Н.Желтухин и В.H.Ðîìàíîâ (53) 621..791.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
335889, кл. В 23 К 13/00, 1970. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ
СВАРКИ ТРУБ (57) Изобретение относится к высокочастотной сварке труб и может быть использовано для автоматического регулирования процесса сварки. Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем повышения точности регулирования процесса высокочастотной сварки труб эа счет контроля интенсивности оплавления свариваемых кромок. Для ее достижения оценивается частота воздействия возмущающих факторов. Затем выделяется напряжение, обладающее частотным диапазоном от 70 до 300 Гц.
Сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе, изменяют в соответствии со скоростью сварки и заданной температурой. Полученную информацию используют для воздействия на мощность источника питания нагревательного устройства.
3а счет изменения коэф. усиления канала возможно обеспечение устойчивой работы системы автоматического регулирования во всем диапазоне скоростей сварки. 1 ил.
1348118
Изобретение относится к технике высокочастотной сварки труб и может быть использовано для автоматическо- го регулирования процесса сварки.
Цель изобретения — улучшение качества сварного соединения путем повышения точности регулирования процесса высокочастотной сварки труб эа счет контроля интенсивности оплавле ния свариваемых кромок.
На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
Устройство содержит токоподвод 1, 15 информационные выводы которого через блок 2 детектора с фильтром, блок 3 разделительного конденсатора усилитель 4, детектор 5 и интегратор 6 подключены к первому входу блока 7 2р умножения. Выход датчика 8 скорости сварки соединен с вторым входом блока 7 умножения и через блок 9 нелинейного преобразования сигнала с вторым входом блока 10 сумматоров, пер- 25 вый и третий входы которого подклю.чены к выходам блока 7 умножения и задатчика 11 температуры нагрева свариваемых кромок трубной заготовки.
Выход блока 10 сумматора подключен к 30 входу схемы 12 управления мощностью источника питания.
Устройство работает следующим образом.
Токоподвод 1 создает рабочий магнитнь:й поток, который, проходя в электромагнитной системе, осуществляет нагрев свариваемых кромок трубной заготовки. Сигнал высокой частоты с информационных выводов токопод- 4р вода 1 поступает в блок 2 детектора с фильтром, где осуществляется его детектирование с помощью однополупериодного выпрямителя, а затем полученный сигнал фильтруется посредст- 45 вом параллельно подключенного к выходу выпрямителя конденсатора, что позволяет на выходе блока 2 детектора с фильтром получить сигнал постоянного тока, освобожденного от пульсаций напряжения с частотой источника питания. Затем рассматриваемый сигнал поступает на вход блока 3 раздели-. тельного конденсатора, предназначенного для Вьщеления переменной сос тавляющей информационного сигнала, а также для его отстройки от влияния изменения сопротивления нагрузки, вызванного перемещением точки схождения свариваемых кромок трубной заготовки, изменением угла их схождения и ряда других параметров, связанных с физическими свойствами и геометрическими размерами исходного штрипса. Обработанный таким образом сигнал усиливается усилителем 4, после чего подается на вход детектора
5, где осуществляется детектирование сигнала с помощью однополупериодного выпрямителя. Сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе, получается на выходе интегратора 6. Для коррекции коэффициента усиления канала обработки информации выход интегратора 6 подключен к первому входу блока 7 умножения, причем на его второй вход подается сигнал, пропорциональный скорости перемещения трубной заготовки, с выхода датчика 8 скорости сварки. Одновременно сигнал с выхода датчика 8 скорости сварки поступает на вход блока 9 нелинейного преобразования сигнала, в котором реализуется закон изменения мощности источника питания в зависимости от скорости сварки. Полученные таким образом сигналы подаются на вход блока сумматоров, где осуществляется сравнение сигнала, поступающего с выхода блока 7 умножения, с сигналом задатчика 11 температуры нагрева свариваемых кромок трубной заготовки, а результирующий сигнал суммируется с сигналом, поступающим с выхода блока 9 нелинейного преобразования сигнала. Схема 12 управления мощностью источника питания осуществляет коррекцию уровня анодного напряжения в соответствии с требуемой мощностью для нагрева свариваемых кромок трубной заготовки, стабилизируя тем самым процесс сварки.
Процесс высокочастотной сварки подвержен воздействию ряда возмущающих факторов, связанных как с изменением геометрических размеров и физических свойств исходного штрипса, так и с биением формующих трубную заготовку валков. Указанные возмущения влияют на протекание процесса сварки, сказываясь прежде всего на основных геометрических размерах электромагнитной системы, к которым относятся длина и угол схождения свариваемых кромок. В результате изменения гео1 )>>81 I 8 метрических размерон трубной эаготоно ки ее электрическое сопротинлеггие также Hç teltHeTcÿ, что, в снок очередь, сказывается на напряжении ис<1 точника питания. Амплитуда и3менения напряжения источника питания завис"гт от степени отклонения перечисленных параметров от заданных, а частота их изменения не превышает I0 Гц, что 10 обусловлено причинами их возникновения.
Наличие интенсивного oti! t;- нления свариваемых кромок н точке их схождения, а также воздействие электро- 15 динамических сил магнитного поля и» прогретый выше температуры плагзленил металл приводят к обраэонаник> участка, на котором снаринаемые кромки располагаются грактически п>3раллель- .>0 друг другу. Протяженность этого участка зависит от степени нагрев» свариваемых кромок и характеризует качество получаемого cBBpHot соединения. Таким образом, стаби.ги нация процесса сварки но <можна за счет no>qдержания протяженности ука занногo участка равной заданной неличи..е и»зависимо от перемещения точки схожления снариваемых кромок, изменения уг- 30 ла, образованного между ними, а также воздействия на процесс других возмущающих факторов. Оплан.генный н точке схождения сн>3ринаем>;х кромок металл удаляется из указанной облас35 ти электродинамическими си3гами >ле>—
Таким образом, по сравнению с изг>е«3 н>,>м предлагаемый способ автоматич< кого регулирования обеспечивает е<, зможность повышения точности регулирования режима сварки за счет исгольэонания в качестве управляющего роздеистния сигнал, характеризующий интс< псивность оплавления свариваег ых кромок и протяженность участка, на котором это происходит, возможность
55 тромагнитного поля в виде капель, периодически проходящих по у3кому зазору в область места образов 3ttttH сварного соединения. При этом осуществляется замыкание параллель»о расположенных кромок трубной заготовки, что сказывается (хотя и t< очень незначительной степени) на изменении сопротивления нагрузки, а следовательно, и г3а напряжении на индукторе. Изменение среднего значения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе в этом случае (при прочих равных условиях) зависит от протяжен50 ности рассматриваемого участка, что определяется интенсивностью onлавления свариваемых кромок и скоростью образования перемычек. Частота изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе находится н диапазоне 70-300 Гц. Связанные с частотой источника питания (высокочастотного сварочного генератора) пульса<гии укаэанного напряжения, возникающие цосл детектирования сигнала, cIлажинаются фильтром высоких частот.
Таким образом, для получения сигнала, г>ропорииональног.о протяженности участка зазора, образованного параллельно расположенными кромками в области их оплавления, необходимо обеспечить его отстройку от измене<ния напряжения на иггдук торе, которое опреl.,eë
cóøe; тнующего различия частотных ,tf. ninэонон воздействия возмущающих фа:,горов на процесс сварки.
Использование при производстве труб ра эпичг|ь>х скоростей сварки прин,>д><3 к необходимости и менения мощнос ги, потребляемой от источника пита> нл, н широких пределах. В связи с
> . и>> лггл грубого изменения мощности и-. очипка питания н зависимости от
«>.:; сти сварки целесоооразно при формир,Знании управляющего воздейст<н>. и«польэонатb сигнал, зависящий
0Т г>того параметра. Кроме того, изменение скорости в широких пределах является причиной введения коррекции к«эффлпиента усиления по каналу обработки информации, сгзязанной с определением протяженности участка оплавления нариваемых кромок
1348118
Составитель В . Пучинский
Техред М.Моргентал Корректор И.Эрдейи
Редактор А.Orap
Заказ 5150/13
Тираж 969 Подписное
ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 повышения надежности работы системы управления за счет обеспечения помехозащищенности устройства, реализующего способ автоматического регули5 рования процесса высокочастотной сварки труб, а также устойчивую работу системы автоматического регулирования во всем диапазоне скоростей сварки вследствие изменения коэффициента усиления канала обработки информации.
Формула. изобретения
Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки груб, заключающийся.в том, что воздействуют на мощность источника питания нагревательного устройства в за- р0 висимости от сигнала, характеризующего изменения амплитуды напряжения в сварочном контуре, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества сварного соединения путем повышения точности регулирования, в качестве управляющего сигнала используют сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе в диапазоне частот 70-300 Гц, который увеличивают пропорционально скорости перемещения трубной заготовки, а затем суммируют с сигналом, являющимся функцией от скорости этого перемещения, и сигналом, пропорциональным заданной температуре нагрева свариваемых кромок трубной заготовки.
