Способ регулирования сварочного процесса
Союз Советских
Социалистических
Республик!!!! 650748 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 13.05.76 (21) 2359167/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет—
Опубликовано 05.03.79.Бюллетень ¹ 9 (51) М. Кл
В 23 К 9/10
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791..75(066.6) Дата опубликования описания 09.03.-;9 (72) Авторы изобретения
В, А. Букаров, Ю. H. Корнеев и K,. С, И1ценко (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ
СВАРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Изобретение относится к способам регулирования размеров проплавления в процессе сварки стыковых соединений проникающей дугой и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.
Известно, что качество сварки, особенно трубных конструкций, во многом зависит от точности фиксирования момента выхода факела дуги с обратной стороны стыка.
В настоящее время момент выхода факела дуги с обратной стороны стыка определяют, например, фотоэлементом, устанавливаемым под свари ваемым стыком перпендикулярно направлению сварки (1).
Однако этот способ не всегда можно применять, особенно, если доступ во внутреннюю полость трубы затруднен.
Известен способ регулирования сварочного процесса по интенсивности излучения сварочной ванны, при котором излучаемый световой поток разлагают в спектр и по интенсивности спектральной линии базового элемента устанавливают необходимое значение регулируемого параметра (2!.
Однако спектральное устройство, используемое при осуществлении этого способа, сложно по конструкции, а при сварке стыков труб из однород»ого металла»еоб лд!!мо вводить базовый элемент.
С целью Обеспе lc»HH качестве»ной свгрKH стыковых соед!1»еHHH пр01!Икт1югцеи дмгои и упрощения оборудования измеряют часто ту и амп,.штуду переменной составляющей интенсивности светового излучс»ня ванны
И ПО МОМ HTV ВОЗНИКНОВЕНИЯ 1!!!ЗКОЧЫСТОТНЬ!Х колебаний с увеличенной ампл»тулой о»ределяют выход факела дуги с обратной стороны шва. Причем измерение переменной составляющей интенсивности излучения осуществляют в зоне !!ло1цадью 0,5 — 2,5",!! от площади анодного пятна, расположенной в
I1JIOCI С целью повышеш!я точности регулирования выход факела дуги с Оорат»ой сгоро.!ы сть!к определяют в момент уменьшения чистоты колебаний»е менее, чем в тр» разы»О сравнению с исходной частотой переменной составляющей интенсивности. С .,елью регулирования размеров ц!ва с обратной стороны стыка фиксируют количество минимумов ннз6 50748 4О Формула изобретения 55 кочастотных колебаний интенсивности светового излучения ванны. На фиг. представлена схема для реализации способа; на фиг. 2 приведен вид характерной осциллограммы с записью интенсивности излучения ва нны со стороны дуги и обратной стороны стыка. На фиг. 3, 4 и 5 показана схема измерений интенсивности излучения в разных точках столба дуги и значения частоты, амплитуды колебаний переменной составляющей интенсивности. На фигурах обозначено следуюшее: I сварочная дуга, 2 — электрод, 3 — свариваемое изделие, 4 — корпус световода, 5— зона столба дуги, 6 — фотоэлемент, 7 блок регистрации частоты колебаний переменной составляющей интенсивности, 8 блок регистрации амплитуды колебаний переменной составляющей, 9 — — усилитель, 10 — исполнительный механизм, 11 — источник сварочного тока, 12 — осциллограмма интенсивности излучения ванны со стороны дуги, 13 — осциллограмма интенсивности излучения ванны с обратной стороны стыка, 14 — 18 — зоны измерения интенсивности излучения ванны, !9 — 20 — график изменения амплитуды и частоты переменной составляющей интенсивности в исходном состоянии в зависимости от расстояния от оси дуги, 21, 22 — графики изменения указанных выше параметров в момент выхода факела дуги с обратной стороны стыка, 23, 24 графики изменения указанных параметров в исходном состоянии в зависимости от расстояния до свариваемого металла, 25, 26— графики изменения указанных параметров при выходе факела дуги с обратной стороны стыка, 27 — кривая изменения амплитуды переменной составляющей интенсивности излучения ванны в зависимости от площади зоны регистрации сигнала. Предлагаемый способ осуществляется следуюцш м образом. Возбуждают дугу 1 между электродом 2 и изделием 3. В начале процесса при горении дуги 1 между электродом 2 и изделием 3 по световоду 4 излучение ванны в зоне 5 попадает на фотоэлемент 6, по которому протекает ток 1,1, Из-за флуктуаций дуги происходит изменение интенсивности излучения с частотой 1/Тр (исходная) и амплитудой Ар. В момент выхода факела дуги с обратной стороны стыка частота уменьшается до !/Т, а амплитуда возрастает до А переменной составляющей интенсивности излучения ванны. Изменение частоты регистрирует блок 7, и на вход блока 8 поступает переменная составляюшая, с частотой 1/Тиа,мплитудой A. В блоке 8 при достижении амплитудой заданной величины срабатывает элемент и выдается сигнал, усиливаемый блоком 9, на исполнительный механизм !О. Последний или прерывает сварочный ток от источника !1 или начинает 25 с определенной скоростью сварки перемещать электрод. На графиках фиг. 4 представлены значения частоты и амплитуды переменной составляюгцей излучения ванны, измеренные в различных зонах столба дуги. Из графиков видно, что для получения сигнала о моменте выхода факела дуги с обратной стороны стыка с максимальной амплитудой и частотой, меньшей в три и более раз, чем в исходном состоянии, световод 4 направляют перпендикулярно плоскости столба дуги и смещают на периферийную часть прианодной области, т. е. в зону 14. Из графика фиг. 5 следует, что площадь зоны выбирают в пределах 0,5 — 2,4 мм, что соответствует 0,5 — 2,5 /р от плогцади анодного пятна. Частота переменной составляющей интенсивности излучения ванны до выхода факела дуги с обратной стороны стыка составляет 125 — 130 Гц, а амплитуда 2 — 3 мка. В момент выхода факела дуги с обратной стороны стыка частота составляет 35 — 40 Гц, а амплитуда в зоне 14 может достигать 46,8 мка. Следовательно, при уменьшении частоты в три раза точнее определяют момент выхода факела дуги с обратной стороны стыка. Размеры шва с обратной стороны стыка, как было установлено, можно регулировать регистрацией количества минимумов переменной составляюшей интенсивности излучения, каждый из которых соответствует моменту выхода факела дуги с обратной стороны стыка. Применение данного способа позволит разработать простую надежную систему автоматической регистрации момента выхода факела дуги с обратной стороны стыка при сварке проникающей дугой, что значительно повысит качество швов в начале процесса. Это особенно важно при сварке стыков труб плазменной дугой и электронным лучом. Устройство, реализуюшее данный способ, позволит контролировать размеры проплавления в процессе сварки стыковых соединений импульсной проникаюшей дугой. 1. Способ регулирования сварочного процесса по интенсивности светового излучения ванны, фиксируемой фотоэлементом, отличаюи ийся тем, что, с целью обеспечения качественной сварки стыковых соединений проникающей дугой и упрощения оборудования, измеряют частоту и амплитуду переменной составляющей интенсивности светового излучения ванны и по моменту возникновения низкочастотных колебаний с увеличенной амплитудой определяют выход факела дуги с обратной стороны шва. 650748 Фиг / А(рд Риг. х Puz. я у O " 4 мка do г Редактор Н. Вирко Заказ 694/12 UHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ьний I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частоту и амплитуду переменной составляющей интенсивности измеряют в зонс площадью 0,5 — 2,5% от площади анодного пятна, расположенной в плоскости столба дуги, перпендикулярной оси фотоэлемента, и смещенной от оси дуги в периферийную часть прианодной области на расстояние, равное 0,8 — 0,9 радиуса пятна. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, выход факела дуги с обратной стороны стыка определяют в момент уменьшения частоты колебаний не менее, чем в три раза по сравнению с исходной частотой переменной составляющей интенсивности. 4. Способ по и. 1, отличающий ся тем, 5 что, с целью регулирования размеров провара, фиксируют количество минимумов низкочастотных колебаний интенсивности светового излучения ванны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3496327, кл. 219-127, 1970. 2. Авторское свидетельство № 287215, кл. В 23 К 9/10, 1966. Составитель А. Гаврилов Техред О. Луговая Корректор M. Денник Тираж 1221 Подписное
