Устройство для автоматического регулирования уровня сварочной ванны

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

233142

СоЮз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Х.1967 (№ 1189771/25-27) Кл. 21h, 32/01 с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК В 23k

УДК 621.791.793.03 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 18,Х11.1968. Бюллетень ¹ 2 за 1969 г.

Дата опубликования описания 18.1V.1969

Авторы изобретения

Л. А. Искра, М. Г. Бельфор и Я. Ю. Компас

Институт электросварки им. Е. О. Патона

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ СВАРОЧНОЙ ВАННЪ|

Известны устройства для автоматического регулирования уровня сварочной ванны отно.сительно формирующих ползунов при электрошлаковой сварке. Эти устройства содержат шарнирно закрепленный на ползуне фотодатчик, направленный на сварочную ванну и воспринимающий свечение шлаковой ванны и газа над ней, а также систему автоматического регулирования, воздействующую на привод перемещения ползунов.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что оно снабжено вторым фотодатчиком, направленным несколько выше свароч ной ванны, воспринимающим только свечение газа над ванной и включенным встречно по отношению к первому. При этом оба фотодатчика шарнирно соединены между собой, установлены в водоохлаждаемые тубусы и снабжены фильтрами, пропускающими только инфракрасное излучение.

Такое выполнение позволяет повысить точность регулирования за счет устранения действия помех на устройство.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — конструктивное оформление датчиков.

Устройство для автоматического слежения за уровнем шлаковой ванны содержит блок 1, состоящий из двух фотодатчиков Ф1 и Ф2 в водоохлаждаемых держателях-тубусах 2 и 3, установленных на кронштейне 4 заднего подзуна 5 и направленных в сторону сварочной ванны 6. Фотодатчики соединены с прямым и инверсным входами решающего усилителя 7

5 на транзисторах или электронных лампах. Выход усилителя 7 соединен со входом усилителя мощности 8, в качестве которого применяются электромашинный или магнитный усилители, возможно применение тиристорного

10 или транзисторного усилителей.

Блок 9 — задатчик с . opocTIi перемещения ползунов. Задание скорости перемещения производится оператором перед сваркой с помощью потенциометра блока 9. Эта скорость

15 должна быть несколько больше скорости сварки.

Двигатель 10 связан с механизмом перемещения сварочного аппарата, а следовательно с мундштуком и ползунами.

20 Релейный блок 11 представляет собой триггер Шмидта, собранный на транзисторах.

Блок питания 12 — стабилизированный выпрямитель на транзисторах.

Фотодатчики расположены B держателях

25 тубуса.; 2 и 8. Для исключения влияния световых помех в тубусах установлены фильтры

18 из эоонита. Тубусы охлаждаются проточной водой, пропущенной через штуцера 14.

Для правильной установки датчика относиЗО тельно ванны и ползуна тубусы соединены

233142

3 между собой при помощи шарнира 15 и прикреплены к кронштейну 4 при помощи шарнира 16.

Устройство работает следующим образом.

Держатели с фотодатчиками шарнирно крепятся на сварочном аппарате против разделки между кромками. Фотодатчик Ф1 направлен в ту точку противоположного ползуна, которая соответствует заданному уровню, выше которого подъем шлаковой ванны при данном режиме сварки недопустим.

Фотодатчик Ф2 направлен в точку, находящуюся выше точки, заданной для фотодатчика Ф1 на расстоянии 5 — 30 лм.

Полезный сигнал (излучение поверхности шлаковой ванны) и сигнал помехи (светящийся защитный газ и вспышки над поверхностью шлаковой ванны) снимаются с фотодатчика

Ф1 и подаются на прямой вход решающего усилителя 7. При этом с выхода фотодатчика

Ф2 снимается сигнал помехи и подается на инверсный вход решающего усилителя 7.

При поддержании заданного режима сварки и нормальной работе устройства возможны два состояния схемы:

Поверхность шлаковой ванны находится ниже заданного уровня. В этом случае оба фотодатчика выдают сигналы помехи, Сигнал с фотодатчика Ф1 поступает на прямой вход усилителя 7, а сигнал с фотодатчика Ф2 — на инверсный вход усилителя 7. В результате на выходе решающего усилителя 7 напряжение будет равно нулю, а следовательно, и напряжение на выходе усилителя мощности также будет равно нулю. При этом двигатель механизма перемещения аппарата не вращается.

Поверхность шлаковой ванны находится на заданном уровне и попадает в поле «зрения» фотодатчика Ф1. В этом случае на прямой вход решающего усилителя 7 с фотодатчика

Ф1 подается полезный сигнал и сигнал помехи. Одновременно на инверсный вход решающего усилителя 7 с фотодатчика Ф2 подается сигнал помехи. В решающем усилителе напряжение от сигналов помехи фотодатчиков Ф1 и Ф2 взаимно компенсируется и усиливается только полезный сигнал, подаваемый на усилитель мощности 8. С усилителя мощности 8 напряжение подается на якорь двигателя 10.

Величина этого напряжения, а следовательно и скорость вращения двигателя 10, зависят от положения движка потенциометра задатчика скорости перемещения 9.

В случае нарушения в процессе сварки заданного режима и переподъема шлаковой ванны до уровня слежения фотодатчиком Ф2, происходит его «засветка». В этом случае срабатывает релейный блок 11 и выдает сигнал оператору о том, что скорость вращения двигателя 10 механизма перемещения ползунов задана неправильно. Сигнал блока 11 может быть направлен и на автоматический регулятор скорости двигателя 10.

Применение в устройстве дополнительного

15 фотодатчика Ф2, работающего на инверсный вход решающего усилителя 7, позволило устранить действие сигналов помех на работу устройства, а следовательно, исключить возможность колебаний «сухого» вылета электро20 да и изменения значений сварочного тока, что в свою очередь повышает качество сварки и снижает вероятность брака сварного соединения.

Наличие в схеме устройства фотодатчика

25 Ф2 обеспечивает своевременную сигнализацию о нарушении заданного режима сварки.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического регулирования уровня сварочной ванны относительно формирующих ползунов при электрошлаковой сварке, содержащее шарнирно закрепленный

35 на ползуне фотодатчик, направленный на сварочную ванну и воспринимающий свечение шлаковой ванны и газа над ней, а также систему автоматического регулирования, воздействующую на привод перемещения ползунов, 40 отличпющееея тем, что, с целью повышения точности регулирования, устройство снабжено вторым фотодатчиком, включенным встречно по отношению к первому, воспринимающим только свечение газа над ванной и обеспечи45 вающим исключение помех от свечения газа за счет вычитания сигналов, при этом оба фотодатчика шарнирно соединены между собой, установлены в водоохлаждаемые тубусы и снабжены фильтрами, пропускающими только

50 инфракрасное излучение.