Устройство для контроля параметров процесса контактной сварки

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 650754 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.06.77 (21) 2493372/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано05.03.79.Бюллетень № 9

Дата опубликования описания09 03 79 (51) М. Кл.

В 23 К 11/24

Государственный комитет

СССР по делам изооретеннй и открытий (53) У ДК 62 1. 7 9 1 ° .763.037 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Голубчик и А. A. Урсатьев

Институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

HPOIlECCA КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано при контроле параметров процесса контактной сварки.

Известно устройство для измерения активного падения напряжения на сварочном контакте, в котором осуществляется дискретный отсчет значений активной составляющей падения напряжения в момент, когда реактивное падение напряжения равно нулю (1).

В известном устройстве отсчитываются амплитудные значения, так как реактивное падение напряжения равно нулю при di/dt =

= О. Устройство может дать заметную ошибку, если не учесть, что вектор магнитной индукции у массивных токоведущих частей не совпадает по фазе с вектором тока, и если магнитное поле вторичного контура машины наводит вихревые токи в свариваемой детали с развитой поверхностью или в близлежащих металлических деталях. В итоге действительное активное падение напряжения должно складываться с активным падением напряжения, пропорциональным мощго ности потерь в деталях.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля падения напряжения на участ2 ке электрод-электрод, которое содержит сварочные электроды, измерительные щупы, усилитель (2). Для компенсации сигнала помехи, возникающей в проводах, расположенных вдоль токоведуll!Hx частей сварочной машины, пропорционального скорости изменения магнитного потока сварочного тока и зачастую превышающего падение напряжения на участке электрод-электрод, используют компенсирующую, встречно включаемую небольшую катушку индуктивности, которая располагается внутри вторичного контура.

В этом устройстве величина сигнала компенсации регулируется либо экспериментальным подбором числа витков катушки, либо изменением ее ориентации в контуре; для сохранения функциональных соответствий сигналов помехи и компенсации необходимо располагать катушку вдали от магнитных деталей конструкции сварочной машины; этот метод устранения помех не эффективен при сварке деталей из магнитных материалов; по мере перемещения деталей внутрь контура количественные и функциональные соответствия между сигналами помехи и компенсации самопроизвольно нарушаются; при

650754

40

55 вводе во вторичный контур значительных масс металла изменяется коэффициент взаимной индукции.

Цель изобретения — повышение точности контроля параметров процесса контактной сварки.

Поставленная цель достигается тем, что усилитель выполнен дифференциальным с прямым и инверсным входами, при этом прямой вход дифференциального усилия подключен к одному из электродов, а инверсный вход дифференциального усилителя подключен к одному из измерительных щупов, другой же электрод и измерительный шуп подсоединены к общей цепи дифференциального ус ил ител я.

На чертеже изображена блок-схема устройства для контроля параметров процесса контактной сварки, содержашая сварочные электроды 1 и 2, свариваемые детали 3 и 4, дифференциальный усилитель 5, изолируюшие прокладки 6, 7, подпружиненные щупы 8 и 9, соединительные провода 10, 11, 12 и 13, которые попарно скручены биффилярно.

В процессе сварки деталей 3 и 4 замыкаются электроды 1 и 2 и щупы 8 и 9. Последние жестко связаны с соответствующими электродами 1 и 2 через изолирующие про,кладки 6 и 7. Поэтому замыкание электродов

1 и 2 всегда автоматически вызывает замыкание шупов 8 и 9.

На контурах, образованных соответственно электродом 1, деталями 3, 4, проводом 12, входным сопротивлением дифференциального усилителя 5, проводом 10 и шупом 8, деталями 3, 4, гцупом 9, проводом 13, входным сопротивлением усилителя 5, проводом 11, наводится ЭДС индукции за счет изменяющегося во времени магнитного потока, пропорционального сварочному току.

1 г =ФЕ Л = щз (1) где i — ток в контуре; г — сопротивление контура;

i.ã — сумма падений напряжений вдоль замкнутого контура электрической цепи;

ФЕ dl — линейный интеграл напряженности электрического поля вдоль замкнутого контура электрической цепи;

С(ф

О

-@ — скорость изменения сцепляюшегося с электрической цепью магнитного потока.

Учитывая, что длина соединительных проводов 10, ll и 12, 13 значительно больше размеров части контура, расположенного в области деталей 3 и 4, можно пренебречь толщиной прокладок 5, 6. Тогда можно считать, что размеры указанных выше двух контуров одинаковы. Если еше принять во внимание, что за счет биффилярного скручивания соединительных проводов 10, 11 и 12, 13 магнитный поток ф, сцепляюшийся с обоими контурами, одинаков, то напряжение на прямом и инверсном входе усилителя, 5

Зо полученное за счет ЭДС индукции, будет одинаково по величине к знаку.

Усилитель 5 реагирует на это напряжение как на синфазную помеху. Коэффициент подавления синфазной помехи современных усилителей равен 80 — 120 дб.

Падение напряжения на сварочном контакте, прикладываемое к входу усилителя, будет усиливаться с коэффициентом усиления К усилителем 5.

Согласно Максвеллу, равенство (1) обобшается на случай контура, расположенного в любой среде. Поэтому предлагаемое устройство функционирует и при сварке магнитных материалов.

Использование новых элементов — усилителя с дифференциальным входом, подпружиненных щупов, соединительных проводов, попарно скрученных биффилярно— выгодно отличает описываемое устройство для контроля параметров процесса контактной сварки, благодаря чему исключается компенсирующая катушка, число витков которой и ориентация ее в контуре подбираются экспериментально и которую необходимо располагать вдали от магнитных деталей конструкции сварочной машины. Не нарушается эффективное функционирование устройства при сварке деталей из магнитных материалов; не нарушаются по мере перемешения деталей внутрь контура количественные и функциональные соответствия между сигналами помехи и полезным сигналом; не изменяется при вводе во вторичный контур значительных масс металла коэффициент взаимной индукции.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров процесса контактной сварки, содержаШее сварочные электроды, измерительные щупы, усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля параметров процесса контактной сварки, усилитель выполнен дифференциальным с прямым и инверсным входами, при этом прямой вход дифференциального усилителя подключен к одному из электродов, а инверсный вход дифференциального усилителя подключен к одному из измерительных щупов, другой же электрод и измерительный шуп подсоединены к общей цепи дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патон Б. E. и Лебедев В. К. Электрооборудование для контактной сварки. М., «Машиностроение», 1969, с. 19 — 20.

2. Орлов Б. Д. и др. Контроль точечной и роликовой электросварки. М., «Машиностроение», 1973, с. 173 — 186, 64 — 66.

650754

Составитель В. Катин

Техред О. Луговая Корректор М. Демчик

Тираж 1221 Подписное

Редактор С. Головенко

Заказ 694/12

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпнй

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4