Способ акустико-эмиссионного контроля процесса точечной контактной сварки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контактной сварке, в частности к акустико-эмиссионному контролю процесса точечной контактной сварки. Цель изобретения - повышение точности контроля процесса сварки, Непосредственно перед сваркой точки измеряют усредненный уровень сигнала помехи и на его величину уменьшают сигнал акустической эмиссии, который измеряют на интервале времени, соответствующем последнему периоду промышленной частоты в импульсе сварочного тока. Затем находят его интегральное значение, которое является контролируемым параметром. Устройство содержит последовательно соединенные приемный преобразователь, предварительный и основной усилители, полосовой фильтр, детектор, корректор амплитуды , интегратор, аналого-цифровой преобразователь и табло Управление работой устройства по сигналу из шкафа управления сварочной машиной осуществляет синхронизатор, выходы которого подключены к управляющим входам корректора амплитуды , интегратора и аналого-цифрового преобразователя 2 с.п. ф-лы, 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!(ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633668/08 (22) 09,01.89 (46) 07,11.92. Бюл. М 41 (72) А.К.Сенкевич (56) Авторское свидетельство СССР

М 1715532, кл. В 23 К 11/24, 1988.

Заявка Японии М 60-76287, кл. В 23 К 11/24, 1985. (54) СПОСОБ АКУСТИКО-ЭМИССИОН НОГО

КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ТОЧЕЧНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контактной сварке, в частности к акустико-эмиссионному контролю процесса точечной контактной сварки. Цель изобретения — повышение точности контроля процесса сварки, Непосредственно перед сваркой точки измеряют усредненный уровень сигнала помехи и на

Изобретение относится к контактной сварке, а именно к акустико-эмиссионному контролю (АЭК) процесс точечной контактной сварки (ТКС).

Целью изобретения является повышение точности контроля процесса сварки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства АЭК процесса ТКС; на фиг. 2 — пример выполнения корректора амплитуды.

Устройство АЭК процесса ТСК (фиг. 1) содержит последовательно соединенные приемный преобразователь 1 акустической эмиссии (A3), предварительный усилитель

2, основной усилитель 3, полосовой фильтр

4, детектор 5, корректор амплитуды 6, интегратор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, табло 9. Кроме того, устройство

- Ж „, 1773640 А1 (я)ю В 23 К 11/24, G 01 N 29/00 его величину уменьшают сигнал акустической эмиссии, который измеряют на интервале времени, соответствующем последнему периоду промышленной частоты в импульсе сварочного тока. Затем находят его интегральное значение, которое является контролируемым параметром. Устройство содержит последовательно соединенные приемный преобразователь, предварительный и основной усилители, полосовой фильтр, детектор, корректор амплитуды, интегратор, аналого-цифровой преобразователь и табло, Управление работой устройства по сигналу из шкафа управления сварочной машиной осуществляет синхронизатор, выходы которого подключены к управляющим входам корректора амплитуды, интегратора и аналого-цифрового преобразователя, 2 с.п, ф-лы, 2 ил. содержит синхронизатор 10, вход управления которого подключен к шкафу управления 11 сварочной машиной, а первый выход подключен к входу управления корректора амплитуды 6, второй — интегратора 7, третий

АЦП вЂ” 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода приемного преобразователя 1 последовательно усиливается предварительным усилителем 2, расположенным в непосредственной близости от приемного преобразователя, и основным усилителем 3 с регулируемым мануально коэффициентом усиления до уровня, необходимого для нормальной работы устройства.

Фильтр 4 осуществляет селекцию усиленно1773640

20

50 го сигнала АЭ в выбранной полосе частот с целью уменьшения влияния возможных помех. Детектор 5 выделяет огибающую отфильтрованного сигнала АЭ. Продетектированный сигнал поступает на корректор амплитуды

6,который умньшает его амплитуду на величину усредненного уровня сигнала помехи.

Скорректированный сигнал поступает на вход интегратора 7, В исходном состоянии корректор амплитуды 6 находится в режиме

"Выделение", интегратор 7 — в режиме

"Сброс", а АЦП 8 — в режиме "Хранение". По команде на включение СТ(из шкафа управления 11) запускается синхронизатор 10 и переводит корректор амплитуды 6 в режим

"Хранение", а АЦП 8 в режим "Сброс", По началу интервала времени контроля, который мануально заносится в синхронизатор

10 перед началом сварки и соответствует последнему периоду промышленной частоты в импульсе СТ, синхронизатор 10 переводит интегратор 7 в режим "Интегрирование", Происходит вычисление интегрального значения АЭ, которое является контролируемым параметром (КП). По концу интервала времени контроля синхронизатор 10 переводит интегратор 7 в режим "Хранение", АЦП 8 в режим "Преобразование". АЦП преобразует значение КП в цифровой код. По окончании преобразования АЦП переходит в режим "Хранение", значение КП в цифровой форме высвечивается на табло 9, синхронизатор 10 переводит корректор амплитуды 6 в режим "Выделение", а интегратор 7 в режим "Сброс". Далее цикл работы устройство повторяется.

Корректор амплитуды 6 может быть выполнен, например, как показано на фиг. 2, Он содержит схему выделения-хранения (СВХ) 12 усредненного уровня сигнала помехи и сумматор 13, В свою очередь СВХ 12 содержит операционный усилитель 14, резисторы 15 и 16, конденсатор 17 и нормально замкнутый ключ 18, выполненный на герконовом реле, Сумматор содержит операционный усилитель 19 и резисторы 20 — 22, Корректор амплитуды работает следующим образом.

Выделенная детектором 5 огибающая сигнала АЭ поступает одновременно на вход СВХ (реэистор 15) и на первый вход сумматора (резистор 20), а сигнал с выхода

СВХ поступает на второй вход сумматора (резистор 21). Поскольку СВХ при замкнутом ключе 18 представляет собой инвертирующий фильтр нижних частот, а величины всех резисторов корректора амплитуды равны, сигнал на его выходе в случае достаточно медленно изменяющейся помехи практически равен нулю. На время прбтекания импульса СТ синхронизатор 19 размыкает ключ 18, что переводит СВХ в режим хранения своего выходного напряжения, при этом сигнал на выходе корректора амплитуды, представляет собой огибающую отфильтрованного сигнала АЭ "сдвинутую вниз" на величину усредненного уровня сигнала помехи.

Способ АЭ К процесса TKC был реализован при сварке образцов из алюминиевого сплава толщиной 2 мм на машине типа MTB8002 в условиях воздействия на процесс сварки естественных возмущений — произвольных отклонений напряжения электросети, давления сжатого воздуха, размеров и состояния рабочей поверхности электродов, показателей качества подготовки поверхностей деталей и др. Сварку пройзводили как на оптимальном режиме— амплитуда импульса сварочного тока (СТ) 35 кА, длительность импульса 0,14 с, сварочное усилие сжатия электродов 10 кН, диаметр ядра сварной точки 8 мм, так и с изменением амплитуды СТ. При этом максимальное значение СТ ограничивалось выплеском металла, а минимальное — наименьшим допустимым диаметром ядра сварной точки.

Датчик АЭ был закреплен на электрододержателе сварочной машины путем приклеивания эпоксидным компаундом. Для приема, усиления, фильтрации и детектирования сигнала АЭ использовали измеритель акустических сигналов ИАС-3. Амплитудную коррекцию сигнала АЭ и вычисление интегрального значения сигнала АЭ производили интегратором многоканальным Я4С-78 с синхронизацией от шкафа управления сварочной машиной. Обработку результатов произвели на персональной ЭВМ "Нейрон" с использованием пакета прикладных программ "M(CROSTAT". Критерием качества процесса ТКС был выбран диаметр ядра сварной точки, который измеряли после разрушения сваренных образцов. Всего сварили более 700 точек, Проведенные исследования показатели повышение стабильности и точности контроля процесса ТКС, Формула изобретения

1. Способ акустико-эмиссионного контроля процесса точечной контактной сварки, при котором измеряют сигнал акустической эмиссии, усиливают, фильтруют, детектиру ют и определяют интегральное значение этого сигнала на интервале времени, соответствующем последнему периоду промышленной частоты в импульсе сварочного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля процесса сварки, дополнительно измеряют усредненный уровень сигнала помехи и по его вели1773640

Фиг. 1 чине производят амплитудную коррекцию продетектированного сигнала.

2. Устройство для акустико-эмиссионного контроля процесса точечной контактной сварки, содержащее блок управления сварочной машиной; последовательно соединенные приемный преобразователь, предварительный усилитель, основной усилитель, полосовой фильтр, детектор и интегратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено корректором амплитуды, синхронизатором, аналого-цифровым преобразователем и табло, причем корректор амплитуды включен между детектором и интегратором, к

5 выходу интегратора через аналого-цифровой преобразователь подключено табло, а шкаф управления сварочной машины соединен с входом синхронизатора, выходы которого подключены к управляющим входам

10 корректора амплитуды, интегратора и аналого-цифрового преобразователя.

1773640

l, !

Составитель К.Солдатов

Редактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Га аринл 101

Заказ 3893 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН! СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5