Устройство управления машиной для контактной стыковой сварки оплавлением
Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактной стыковой сварке деталей из алюминиевых сплавов большого развитого сечения, Цель - повышение производительности процесса сварки. Цель достигается тем, что повышается эффективность нагрева путем увеличения времени существования элементарных контактов. При этом в устройстве обеспечивается задержка на разведение свариваемых деталей, в течение которой, при превышении сварочного тока установленного значения контакт нагревается и выплавляется . Если ток не снизился до заданного значения за это время задержки, те. остановки свариваемых деталей, то только после этого детали разводят. 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ai)s В 23 К 11/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (61) 1215919 (21) 4750991/08 (22) 23.10.89 (46) 07.05.92. Бюл. № 17 (72) С.И.Кучук-Яценко, А.И.Горишняков, Л.А, Семенов, А.Н.Ми ранец, B.È. Москаленко, Ю.С.Алексеев и Л,Г.чепур .
, (53) 621.791.762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1215919, кл. В 23 К 11/04, 1982, (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МАШИ- НОЙ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ
СВАРКИ . (57) Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактИзобретение относится к области контактной стыковой сварки оплавлением, в частности алюминиевых сплавов большого развитого сечения и является усовершенствованием известного устройства по авт.св.
¹ 1215919.
По авт.св, № 1215919 известно устройство управления машиной для контактной стыковой сварки, в котором блок управления содержит два входных усилителя, выхо. ды которых через транзистор и переменный резистор соединены с инверсным входом выходного усилителя,.выход последнего соединен с электрогидравлическим приводом перемещения подвижной плиты сварочной машины, прямой вхоц входных усилителей соединен с источник:.w задающего напряжения, а инверсный — с датчиком сварочного тока. B известном устройстве когда сварочный ток прегысит заданное значе„„5U 1731528 А2 ной стыковой сварке деталей из алюминиевых сплавов большого, развитого сечения, Цель — повышение производительности процесса сварки, Цель достигается тем, что повышается эффективность нагрева путем увеличения времени существования элементарных контактов. При этом в устройстве обеспечивается задержка на разведение свариваемых деталей, в течение которой, при превышении сварочного тока установленного значения контакт нагревается и выплавляется. Если ток не снизился до заданного значения за это.время задержки, т.е. остановки свариваемых деталей, то только после этого детали разводят. 2 ил., 1 табл, И ние, свариваемые детали не останавливают, а сразу разводят.
При сварке черн.lx MBTBJllloB этот режим дает удовлетворительные результаты, Но оказывается непригоден для алюминиевых (, ) сплавов, поскольку мгновенное. разведение ведет к разрушению элементарных контак- .. у тов, прекращению процесса оплавления и возникновению дугового разряда. В то же время известно, что при дуговом разряде
807 энергии сварочного тока расходуется на поддержание процесса горения дуги и,Р лишь около 20%. нэ нагрев свариваемых де- Я талей, Следовательно, с точки зрения эффективности нагрева дуговой разряд бесполезен и поэтому время горения дуги необходимо уменьшать, э время существования элементарных контактов увеличивать. Предотвратить возникновение дугового разряда и продлить время существова1731528
30
Hия зпементэрных KQHTGKTQB можно в том случае, если задержать на некоторое время разведение свариваемых деталей и остановить их. При этом через элементарный контакт протекает сварочный ток, который нагревает контакт и выплавляет его. Если за время задержки, т.е. остановки свэривэемых деталей, сварочный ток не снизился до заданного значения, тогда уже детали разводят, Таким образом, время существования элементарных контактов увеличивается. нэ время задержки в том случае, если контакт не выплавился, ипи нэ время, необходимое дпя выплавления контакта в течение времени задержки.
Целью изобретения является повышение качества сварки путем повышения эффективности нагрева свариваемых деталей ээ счет увеличения времени существовэния элементарных контактов, Укэзанная цель достигается тем, что в устройстве управления машиной для контактной стыковой сварки между выходом одного из двух входных усилителей и базой связанного с ним транзисторэ блока управления скоростью перемещения подвижной плиты включены последовательно соединенные диод, одновибрэтор и элемент ИЛИ, второй вход которого также подключен к входу одновибраторэ. причем диод включен анодом к выходу входного усилителя.
На фиг,1 показэнэ электрическая принципиальная схема устройства управления мэшиной.для контактной сварки; на фиг.2— временные диаграммы работы устройства.
Нэ фиг,2 обозначены; э — заданное (U1) и текущее (02) значения сварочного тока; б — сигнал нэ входе одновибраторэ; в — сигнал нэ выходе одновибратора; г — сигнал на выходе элемента ИЛИ; д — сигнал нэ движке потенциометра; е — сигнал на движке другого потенциометра; и — сигнал нэ выходе выходного усилителя.
Устройство содержит свариваемые детали 1 и 2, зэжимные губки 3 и 4, сварочный трансформатор 5, трансформатор 6 тока. повышающий трансформатор 7. выпрямительный мост 8, потенциометр 9. резисторы
10 — 13, потенциометр 14, усилители 15 и 16, транзисторы 17 и 18, резисторы 19 и 20, потенциометры 21 и 22, резисторы 23 и 24, усилитель 25, злектрогидравлический золотник 26. силовой гидравлический цилиндр 27, блок 28 — датчик свэрочного тока, блок 29 — регулятор скорости перемещения подвижной плиты мэшины. блок 30 стабилизации сварочного нэпряжения. диод 31, одновибратор 32 и логический элемент ИЛИ
33, B исходном состоянии на прямые входы усилителей 15 и 16 (фиг.1) через резисторы
12 и 13 с потенциометра 9 подано задающее напряжение U1 (фиг.2э), На инверсные входы усилителей 15 .и 16 с датчика 28 тока через резисторы 10 и 11 подано напряжение
U2 (фиг,2э), соответствующее текущему значению сварочного тока. Нэ выходах усилителей 15 и 16 присутствует положительное напряжение, поэтому транзистор 17, соединенный с выходом усилителя 15, закрыт и через резисторы 19 и 23 с движка потенциометра 21 нэ вход выходного усилителя 25 поступает напряжение, значение которого определяет величину скорости сближения.
Выходное напряжение усилителя 25 (фиг.2ж) используется для управления электрогидравлическим золотником 26, С выхода усилителя 16 положительное напряжение через диод 31 поступает на вход одновибратора 32 (фиг,2б), на выходе которого установлен низкий уровень. Одновибратор 32 срабатывает только по отрицательному фронту входногО импульса, т.е. переходу с высокого уровня на низкий ("1" — "0"). Выход и вход одновибратора 32 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 33 соответственно. Сочетание входных сигналов "0" — "1", рэвно кэк и "1" — "0" дпя элемента, ИЛИ ЗЗ соответствует высокому уровню, т,е, "1" нэ его выходе.
Транзистор 18, соединенный с выходом элемента ИЛИ. 33, открыт и шунтирует потенциометр 32. с движка которого через резистор
24 на вход выходного усилителя в данном случае поступает нулевой сигнал (фиг,2е) Потенциометр 22 определяет значение скорости разведения свариваемых деталей при закрытом транзисторе 18. Таким образом,.в
40 исходном состоянии свэривэемые детали сближаются.
В исходном состоянии устройство пребывает в течение всего времени 0-Т1 (фиг.2а), т.е. пока U1 > 02. По мере сближения растет сварочный ток и, соответственно, значение сигнала U2 с выхода датчика, 28 тока, В момент Т1 (фиг.2а), когда U1S U2, на выходах усилителей 15 и 16 полярность выходного сигнала изменяется на противоположную, при этом транзистор 17 открываетсяя, шунтирует потенциометр 21 и прекращает сближение, Кроме того, с выхода усилителя 16 отрицательный фронт перепада "1" — "0" (фиг,2б) воздействует на вход одновибрэтора 32, которым и запускает его.
Нэ выходе одновибраторэ появляется высокий уровень — "1" (фиг.2в). Нэ входе элемента
ИЛИ 33 комбинация сигналов остается неизменной: "0" — "1", поэтому нэ выходе его высокий уровень ("1"). транзистор 18 по1731528 прежнему открыт, шунтирует потенциометр
22 и блокирует разведение деталей, На выходе усилителя 25 нет никаких сигналов (фиг.2ж. Т1 — Т2) свариваемые детали остановлены.
Если к моменту Т2 окончания работы одновибратора 32 продолжает выполнятся условие (U1< U2). это означает, что на входе и выходе одновибратора 32 имеется низкий уровень, т.е. на обоих входах элемента ИЛИ
33 присутствует сочетание "0" — "0", которое соответствует нулевому сигналу на выходе элемента ИЛИ, при этом транзистор 18 закрываетСя, разблокировывает потенциометр 22, с движка которого на вход усилителя 25 поступает сигнал на разведение (фиг.2е). Разведение продолжается до тех пор, пока сохраняется условие U1 < U2, как только сварочный ток станет меньше установленного значения ТЗ (фиг.2а), разведение прекратится (фиг.2е,ж) и схема вернется к исходному состоянию. свариваемые детали снова начнут сближение ТЗ вЂ” Т4 (фиг.2ж).
Рассмотрим случай когда устройство перешло в состояние остановки Т4 (фиг..2а). но произошло выплавление элементарного контакта в течение времени работы одновибратора 32 и сварочный ток уменьшился (Т5, фиг.2а), т.е. выполняется условие U1 >
>U2. При этом сигналы на выходах входных усилителей принимают положительное значение, следовательно, закрывается транзистор 17, расшунтирует потенциометр 21— появляется сигнал сближения свариваемых деталей, транзистор 18 находится в откры; том состоянии и остается в нем, поскольку для элемента ИЛИ 33 любые сочетания входных сигналов, в том числе и "1" — "1", кроме "0" — "0", соответствуют высокому уровню выходного сигнала. Таким образом, свариваемые детали сближаются и будут продолжать сближение и после окончания работы одновибратора, пока остается в силе условие U1< U2, Потенциометром R в одновибраторе 32 совместно с конденсатором С устанавливают требуемое время задержки. Потенциометром 14 устанавливается заданное значение сварочного тока.
В изготовленном варианте устройства применены микросхемы серии 155 в стан5 дартных схемах включения, в частности одновибратор собран на микросхеме К155АГ1, элемент ИЛИ вЂ” на микросхеме 155ЛЛ1.
Предлагаемое устройство управления машиной для контактной сварки было опро10 бовано на лабораторной машине типа К вЂ” 607 при сварке изделий из алюминиевых сплавов, Для проверки эффективности работы устройства сравнивали температуру, измеренную с помощью термопары на расстоянии 25 мм от стыка, для предлагаемого устройства и известного.
Результаты измерения приведены в таблице.
Рассчитаем среднюю температуру для
20 обоих случаев по формуле: Т = Ti/N. Средняя температура для устройства по авт.св.
N 1215919 составляет Т1 = 190 С. Средняя температура для предлагаемого устройства составляет Т2 = 223.5 С, Эффективность на25 грева определим по формуле Э = (Т2—
Т1)IТ1, Э = 17,6%.
Полученные результаты показывают, что предлагаемое устройство существенно улучшает эффективность нагрева и позволя30 ет сократить время сварки, Формула изобретения
Устройство управления машиной для контактной стыковой сварки оплавлением
35 по авт.св. N 1215919, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки путем повышения эффективности нагрева свариваемых деталей за счет увеличения времени существования элементарных кон40 тактов, между выходом одного из двух входных усилителей и базой связанного с ним транзистора блока управления скоростью перемещения подвижной плиты включены последовательно соединенные диод, одно45 вибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого также подключен к входу одновибратора. причем диод подключен анодом к выходу входного усилителя.
1731528 л
1 !
1
1
I
I !
)
1
1
I
1 !
I
I
I
1
1
I
t
1.
1
I о
N i
1
1 !
1
I
l
1731528
Составитель B.Ãðèáoâà
Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец
Заказ 1543 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
