Способ определения зоны кристаллизации сварочной ванны и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике контроля технологических процессов, в частности процесса сварки, и может быть использовано, например, в автоматических системах регулирования процесса сварки электронным лучом. Целью изобретения является повышение точности сварочной ванны. Спектр излучения сварочной ванны контролируется по интенсивности в двух спектральных зонах, расположенных по обе стороны длины волны максимального излучения при температуре кристаллизации свариваемого материала. Контроль осуществляют с помощью двух передающих телевизионных трубок, снабженных спектральным светофильтром, или передающей трубкой - пирокон с обтюратором, выполненным из светофильтров. Зону кристаллизации определяют по совпадению яркости изображения в этих зонах спектра. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике контроля технологических процессов, в частности процесса сварки, и может быть использовано, например, в автоматических системах регулирования процесса сварки электронным лучом. Целью изобретения является повышение точности контроля зоны кристаллизации сварочной ванны. На фиг.1 показана схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - схема устройства с обтюратором; на фиг.3 - обтюратор; на фиг.4 - кривые излучения тела при различных температурах. На фиг.1-3 приведены следующие обозначения: объект 1 контроля (сварочная ванна), объектив 2, полупрозрачное зеркало 3, светофильтры 4 и 5, передающие трубки 6 и 7, усилители 8 и 9, компаратор 10, смеситель 11, видеоконтрольное устройство (ВКУ) 12 и обтюратор 13. Графики температур, представленные на фиг.4, находятся в соотношении Т₁ < Т₂ < <Т. Из приведенного графика (фиг.4) видно, что определенное соотношение (в частности, равенство) яркостей излучения (Р) в различных зонах спектра λ₁ и λ₂, расположенных по обе стороны длины волны максимального излучения при температуре кристаллизации λ_макс позволяет выделить излучение с этой температурой. Устройство (фиг.1) работает следующим образом. Излучение от объекта 1 контроля (зоны сварки) через объектив 2, полупрозрачное зеркало 3 и светофильтры 4 и 5 попадает на светочувствительные мишени передающих трубок 6 и 7. Так как светофильтры 4 и 5 выбраны прозрачными в зонах спектра, расположенных по обе стороны длины волны максимального излучения λ_макс, например λ₁ и λ₂ (фиг.4), то электрический сигнал, снимаемый с передающих телевизионных трубок 6 и 7, пропорционален яркостям объекта в этих зонах спектра. Далее видеосигнал поступает через усилители 8 и 9 в смеситель 11 и на входы компаратора 10. Из графика (фиг.4) видно, что равенство напряжений на входах компаратора 10 имеет место при заранее выбранной температуре (температура кристаллизации), при этом при более высоких и более низких температурах соотношение напряжений на входах компаратора будет противоположным. Если учесть, что температура в центре сварочной ванны выше, чем на периферии, будет понятно, что на экране ВКУ 12 будет выделена зона высокой температуры, края которой соответствуют граничной температуре кристаллизации. В устройстве (фиг.2) на передающую трубку (мишень пирокона) 6 поочередно передаются излучения от объекта 1 со спектральной яркостью, соответствующей зонам прозрачности светофильтров 4 и 5, составляющих обтюратор 13 (фиг. 3). Так как пирокон формирует сигнал, пропорциональный разности яркости излучений, изображение на экране ВКУ 12 будет принципиально таким же, как в устройстве, представленном на фиг.1, т.е. граница яркого пятна сварочной ванны 1 будет соответствовать границе зоны кристаллизации. По сравнению с прототипом предложенное техническое решение позволяет производить контроль процесса кристаллизации металла сварочной ванны непосредственно в ходе технологического процесса, что позволяет оперативно управлять ходом сварки и повышать качество изделий и стабильность технологии.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1. Способ определения зоны кристаллизации сварочной ванны путем контроля яркости изображения сварочной ванны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, яркость изображения контролируют в двух зонах спектра, расположенных по обе стороны длины волны максимального излучения, при температуре кристаллизации свариваемого материала, а зону кристаллизации определяют по совпадению яркости изображения в этих зонах спектра. 2. Устройство для определения зоны кристаллизации сварочной ванны, содержащее телевизионную камеру с двумя передающими трубками, выходы которых через смеситель подключены к видеоконтрольному устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля зоны кристаллизации, оно снабжено компаратором, передающие трубки снабжены спектральными светофильтрами, сигнальные выходы передающих трубок подключены к входам компаратора, выход которого подключен к дополнительному входу смесителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4