Способ автоматического регулирования процесса точечной сварки

 

е !

lj о)) 50367з

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 а я в л е н о 23.09.74 (21) 2062229/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

В 23 К 11/10

Государстееннь и камите1

Совета Министров СССР оо делам ивсоретений и открытий (43) Опубликовано 25.02.76. Бюллетень № 7 (53) УДК

621.791.763.1 (088.8) (45) Дата опу6ликования описания 04.08.77 (72) Авторы изобретения Л. Н. КУзьмин, В. Н. ДУРново, Г. Н. ТРУбин и Н. И. Осипов (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к машиностроению, в истности к оснасцению оборудования для контактной сварки си темой автоматического регулирования процесса сварки.

Известные способы регулирования процесса точечной сварки. основанные на регулировании величины сварочно о тока по акустической проводимости зоны сварки в течение всего сварочного процесса, обеспечивают высокое качество соединений лишь при сварке достаточно чистых металлов, т. е. только в тех случаях, когда достигается приблизи)ельное равенство акустических и электрических проводящих ило)цадей в контакте.

Однако в общем случае, в начальный период сварки электрически flðîâîöÿlöàÿ плопьздь контакта составл яе г лишь незначительную часть общей акустически проводящей площади контакта. При э)ом сварочный )ок, определяемый общей акусти)сской проводящей плопьаяью контакта, оказываегся черезмерным для малых )лектропроводящих п)п))далей, чг ) приводиl к превьппению шгогности

Il)I 3 и, как следсп)ие, вьиоранию микроперемычек с образованием I)l lllлесков металла. Кроме того, в иэве:Ilk)M способе время поддерживания процесса

)ер)л1ос)аби III I IIIèè в эопе сварки задаегся реле времени и оказывается в большинстве случаев значительно больше необходимого, по приводит к излишней деформации свариваемых деталей, выдавливанию металла из зоны сварки и ухудшению прочностных характеристик сварного соединения.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет того, что одновременно с контролем акустической прово10 димости непрерывно контролируют плотность сварочного тока и при плотности тока меньшей максимально допустимой сварочный Tol изменяют пропорционально положительной степени акустической проводимости зоны сварки, а при

1б достижении максимально допустимого значения плотности тока сварочный ток изменяют пропорционально квадрату напряжения на сварочных электродах.

11а чертеже изображена б)юк-схема усг1)ойсгва, 2О с помощью которого можег быть реализован предлагаемый способ регулирования.

Устройство состоит из верхнего электрода I, нижнего электрода 2, генератора 3 ультразвуковых колебаний, пьезоэлектрического излучателя 4, )5 датчика-приемника 5 ультразвуковых колебаний.

503673

>с

Опона t> выч)1с>>ения к А, ключа 7 к А,линейного про>)уска геля 8, обеспечивающего линейное прону кагв1е напряжений, поступающих с ключей

4 Ll ГI;À lt и „.о 5 или шунтирование их в случае срабатывания лоро>т)ваго устройства, токорегулирующего устрой )ва 9, регулирующего величину тока в первичной оомо ке сварочного трансформатора в ."ависимосп1 от поступающего на его вход напряжения, !О у илитедя 10 1!э)1, измеряю.цего и усиливающего напряжения на электродах, б 11) a вычисления 11

I LT 3ë " "Доп 1 Э !

5 который вырабатывает на выходе аналог величины блока вычисления, ключа 12

4 !г лл П доп /Э дар гика !3 перемещений, измеряющего по напря)кенин> Г суммарную толщину свариваемых деталей, ис>очи;ка 14 опоРного напРЯжениЯ го, заДаюЩего величину напряжения, имитирующего исходную суммарную и)лщ>1ну свариваемых деталей, компаратора 5 перемещений, сравнивающего напряжения Г и 1О, поступающие соответственно с датчика перемещений и датчика опорного напряжения, и вида юще го си пил на срабатывание порогового устройств<1 I 6, открывающего или закрывающего линейный пропускатель, компаратора 17, открывая>щего и:»l закрываюшего ключ 7 к Ах и ключ 12

4" эл . г >

1Т .>оп /Э исго i>I))Id !8 01:орно>о напряжения — задатчика р у.)С 1I II>>I r) СОдротИВЛЕНИя СВарИВаЕМЫХ МатЕрИаЛОВ 35

IiC Ir)r»I»I 19 ОПОРНОГО НаПряжсиня — ЗадаТЧИКа

I;lr)rr ДОПУСГИМГ>й ПЛОтНОСтИ тОКа, СВаРОЧНОГО трансформатора 20, 11редлагаемый >л)особ автоматического управ;!cIIII» сваро гным процессом обеспечивает регули40 ровадие I I>1 3,.„, протекающего через свариваемые де>ади пропорционально положительной степени акустической проводимости зон сварки, получаемой на выходе датчика-приемника э ультразвуковых колебаний в виде напряжений А.

Закон регулирования может быть записан фоРмУлой Лев = к. Ах ПРи -->дол. РегУлиРование (40зл сварочдгло гока осуществля>от 110 закону JI-I) = 1T. < дО„ /лаи

>ДОД. В МОМЕНТ ДОСТИЖЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКа заданного максимально допустимо> о значения опредсдяк» по формуле дгв 4U

- — — — ае- е

*оп g + 2

CB ла

Лс Я- илолсадь алеке>и,:инесс)кьс» коитакеоа ел,„ ь ) лп удел ыгое электросопротивление металла .вари наемы х де т шей; 60

0эл — напряжение на сварочных электродах.

Выключение сварочного тока происходит при достижении заданной величины Ь С деформации свариваемых деталей.

В исходном состоянии сварочные электроды 1 и

2, служащие для сжатия с определенным усилием свариваемых деталей и для подвода к ним ультразвуковых колебаний и сваро шого тока, разомкнуть1.

Ультразвуковые колебания, непрерывно возбуждаемые генератором 3 в пьезоэлектрическом излучателе 4, не проходят к датчику-приемнику 5 ультразвуковых колебаний. В результате акустическая проводимость зоны сварки равна О, что

Оответствует отсутствию напряжения А на обкладках датчика-приемника ультразвуковых колебаний, па выходе блока 6 вычисления к.Ах, выходе ключа.7 Ах и на выходе линейного пропускателя 8 и закрытому состоянию токорегулирующего устройства 9. Напряжение на электродах 1 и 2 в исходном состоянии отсутствует, а следовательно, его нет и на выходе усилителя 10 !эл, выходе блока 11

2 вычисления

111*оп /32

4 2 и выходе ключа i эл доп /э

Напряжение т на выходе датчика 13 перемещений превышает напряжение о источника !4 опорного напряжения, ч)о обусловливает такое напряжение на выходе компаратора 15 перемещений, при котором пороговое устройство 16 поддерживает линейный пропускатель 8 в открытом состоянии. Компаратор 17 в исходном состоянии

2 оакрьваеа клич 7 к Аа и аакрьыаеа клыч > >

+ "доп /э.

В и процессе сварки на обкладках датчика-приемника 5 ультразвуковых колебаний появляется напряжение А, пропорциональное акустической проводимости зонь> сварки, которое подадтся в блок 6 вычисления к.Ах.

О дновременно на сварочных электродах появляется напряжение, которое усиливается усилителем 10 0 эл и вместе с задаваемыми напряжениями источников 18 и 19 опорного напряжения служит исходными данными для вычисления

z !/Эл доп /э

2

В компараторе !7 напряжения к А и —.— — " ann >э сравниваются. Г1ри этом, если к д х

) доп, )

2 то компаратор 17 открывает ключ 7 и эакрьпие1 ключ 12, что способствует прохожденин. сипим к Ах через линейный иропускатель 8 на гокорегулирующее устройство 9. Сварочный ток н э том случае регулируется пропорционально доложиУжг. тип., з. 763-77 r., т. 2500.. 503673 те.1ьной с гс1 сии акустической проводимости зоны сварки и:1акон управления определяется форму k)II — к Ах

Если же х„зл 5 доп Р

1о компаратор 17 открывает ключ 12 и закрывает кгноч 7, ITO соответствует прохождению сигнала

411 эл

10 о дO1I | череэ линейный пропускатель 8 для управления гокорегулирующим устройством 9. Тогда сварочный I0K будет регулироваться так, чтобы плотность тока в ко1пакте не превысила своего заданного

МаКСИМаЛЬНО ДОПУСТИМОГО ЗНаЧЕНИЯ 1доп а ЗаКОН управления в 1том случае записывается формулой:

1св.

4ц р

Такой процесс поочере ц1ого открывания ключей 12 и 7, в зависимости от постоянно меняющихся в процессе сварки контактных условий, дает возможность ут1равления сварочным током по формуле -1св, = к . A", обеспечивающей регулирование его в зависимости от изменяющихся свойств металла в колтгекее и. IH ло формуле Лее = —, 4U *on уо даки геи возможность реагировать на внезапное увеличение омического сопротивления в зоне контакта свари ваемых деталей, которые могут нривесги к образованию BblllJI сков жидкого меId!1IId и лру1им дефектам.

Процесс сварки заканчивается по достижении заданной величины деформации свариваемых деталей, которая измеряется датчиком 13 перемещений. Компаратор 15 перемещений сравнивает нанря. жения г, и Fp, поступающие с датчика 13 перемещений и источника 14 опорного напряжения, и выдает на вход порогового устройства 16 сьннал,. пРопоРциональный Разности напРЯжений Ро -- P»PII у определенной величине с г которой срабатывает пороговое устройство 16 и запирает линейньп1 нропускатель 8, прекращая таким образом поступление управляющих сигналов на токорегулирую1цее устройство 9.

Пропускание тока через свариваемые де1али прекращается и вся система приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса точечной сварки, при котором сварочный ток изменяют в зависимости от акустической проводимости зоны сварки и отключают его при достижении заданной величины оцного из Ko H гроли руемых параметров, о т л и ч а I0 шийся тем, что, с целью повышения качества сварки, непрерывно контролируют плотность сварочного тока и и ри плотности меньше максимально допустимой ток изменяют пропорционально положительно11 ировоДИМОСТИ ЗОНЫ СВаРКИ, а ПРИ ДОСтнжЕНИII Манеп1МаЛЬно допустимого значения цлопгости сварочный ток изменяют пропорционально квадрату напряжения на сварочных электродах.

503673

Составитель 1 . Гуэиков

Техред А. Демьянова редактор 11 Козлов

Корректор Il. Макаревич

Заказ 865/54

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 ираж 1178 Подписное

Ц11ИИПИ Государсгвенного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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