Способ контроля длины сварочной дуги

 

Сою» Советсннк

Соцналнстнческн»

1вес ублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06,1277 (21) 2551095/25-27

С51) и. кл.

В 23 К 9/10 с присоединением заявки 1 (о

Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень МВ 26

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621. 791. ,75 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. Е. Сергеев, 3. A. Рикур и А. И. Акулов (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЛИНЫ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении ответственных сварных конструкций, в процессе сварки которых необходимо точно поддерживать заданное расстояние между электродом и поверхностью свариваемого материала.

В современном производстве для контроля длины дуги используют сравнение падения напряжения на дуговом промежутке с эталлонным (заданным) напряжением. Разность этих напряжений характеризует отклонение длины дуги от заданной величины (1). 15

Недостаток этого способа заключается в том, что измерение длины дуги осуществляется между электродом и поверхностью сварочной ванны (расплавленным металлом). Это приводит 20 в процессе сварки к усилению колебаний уровня сварочной ванны, вызванных различными причинами (изменением тока, зазора стыка и др.).

Так, при опускании уровня сварочной ванны увеличивается. расстояние между концом электрода и поверхностью сварочной ванны, при этом регулятор, стабилизируя длину дуги, подает электрод в сварочную ванну, что вызывает 30 дальнейшее опускание уровня сварочной ванны и, в конечном итоге, может привести к прожогам.

Известен способ контролирования длины сварочной дуги, при котором падение напряжения на дуге сравнивают с эталонным (2).

Известный способ не позволяет точно поддерживать расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемого материала, так как напряжение дуги, которое сравнивают с опорным напряжением, пропорционально расстоянию от конца электрода до поверхности расплавленного металла (сварочной ванны) .

Целью изобретения является устранение влияния колебания уровня сварочной ванны на точность процесса измерения длины дуги.

Цель достигается тем, что на сварочную дугу накладывают высокочастотное синусоидальное напряжение, а величину длины дуги определяют по паде" нию высокочастотного напряжения на участке оТ конца электрода до поверхности свариваемого изделия, контактирующей со сварочной ванной.

На чертеже показана сущность спо.соба. Здесь даны: иэделие 1 со сварочх х и

tL а о в

И 0 ,u I" o, о ц

А3 х Ц в о аа .в »

Е

I»I В ц (»

»II rd

&» 1 л х

Ц О

P Y, в е-»

Ф а

»» 4

Х о в

Ь а»»I

ОВ»0

Б Ц в о

»I! C Н а 2v х х а х в

»II Ф

ОХИ

Г мох в s оа(о м х х в -» Ж» .ц ц

: а

4 Ю

Ф

Д О

IJ

Е»»II «»

0 CIII

В tl$ х

0 х z

Е»

У» О

И И

К

Е х в а, в

Е х

И х т (-»

О Ж

4 Ъ -» ц х;о ц ц в о

Q, 0

К

2 х »

О (-»

Q x

Ф

»» » о ц

Ы

v

X в а

Е

»»I

У, »0 х

Л

1,00 0 0

16,1 1,1

16,3 1,1

1,22

0,22 18

2,00

17 2 1 1 33 14 2

2 33

175» 1

Н0А ванной 2 (расплавленный "Ic. »Jc:.JUI) сварочный электрод 3 и .сварочная дуга

4 с областями максимального протекания высокочастотных 5 токов и низкочастотного б (или постоянного) тока.

При наложении на сварочную дугу 4 тока высокой частоты он „потечет по поверхности дуги области 5, основание которой лежит за пределами сварочной ванны 2. Следовательно, по падению высокочастотного напряжения 4 можно судить о расстоянии от конца электрода 3 до поверхности свариваемого иэ— делия 1.

Пример осуществления способа.

Проводились измерения точности контролирования расстояния от конца электрода до поверхности овариваемого

Изделия и влияния колебания уровня сварочной ванны на точность измерения предлагаемым и известным способом.

Для имитации колебания уровня сварочной ванны применяли чередование сварки беэ подкладки и на охлаждаемой подкладке на одних и тех же режимах сварки. Так, при сварке на весу (без подкладки) обратная сторона шва формируется свободно, что вызывает . опускание сварочной ванны, а при переходе на охлаждаемую подкладку уровень сварочной ванны поднимае".-.ся, так как охлаждаемая подкладка принудительно формирует обратную сторону шВа, т.е. препятствует растеканию расплавленного металла, а значит и провисанию сварочной ванны. При сварке на весу (беэ подкладки) уровень сварочной ванны опускается, поэтому расстояние от конца электрода до поверхности сварочной ванны будет больше, чем расстояние от конца электро да до поверхности свариваемого изделия. При переходе на охлаждаемую подкладку уровень сварочной ванны поднимается и расстояние от конца электрода до поверхности сварочной ванны становится равным расстоянию от КоН ца электрода до поверхности свариваемого изделия.

Эксперимент проводили при аргонодуговой сварке неплавящимся вольфрамовым электродом листовых заготовок длиной 250 мм на универсальной установке УСГ-1. Свариваемый материал Х18Н97 толщиной 0,2 мм, скорость сварки бО м/час. Применяли чередова I5 ние способов сварки на одном и том же образце беэ подкладки и на медленной водоохлаждаемой подкладке через каждые 50 мм по длине заготовки.

Результаты измерений приведены в

Щ таблице. Бак видно иэ таблицы, в предлагае 10M способе контролирования длины дуги колебание уровня сварочной

:ванйы практически «е оказывает влияния на результат измерения, при этом точность измерения повышается по сравнению с известным способом бслее чем в 5 раэ, Диапазон накладываемой на сварочную дугу частоты выбран из характера протекания высокочастотных

30 токов II сварочной дуге и максимального высокочастотного градиента потенциала столба дуги. Величина высс кочастотн ой мощности, вводимой в сварочную дугу, выбран а с учетом достаточной точности измерения и минимального влияния на технологический режим сварки (ток и напряжение дуги, ширина и глубина сварного шва и т.д. ) .

747645

Продолжение таблицй

5 4 5 б 7

««ь

Q lO 11

На подкладке 15

16,1 1,1 50 0,2 6,2 2,8 1,00 0

250 0,2 9,1 4,2 1,00 О

500 0,2 3,7 1,7 1,00 0

На весу 148 16,3 l,l 50 02 628 28 103 003 29

0,02 1,96

250 0,2 9,18 4,2 1,02

500 0,2 3,74 1, 7 1,02 0,02 1,96

На подкладке

13 17,2 1,1 50 0,17 9,0 2,8 2,00 О 0

250 0,17 13,3 4,2

200 0 0

2,00 0 0

500 0,17 5,4 1,7

0,06 2,9

0,04 1,95

0,03 1,5

На весу 12,9 17,5 1,1 50 0,17 9,17 2,8

2,06

2,04

250 0,17 13,47 4,2

500 0,17 5,45 1,7

2,03

Фсрмула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 4136/7

Тираж 1160 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Ужгород,ул.Проектная,4

1. Способ контроля длины сварочной дуги, при котором падение напряжения на дуге сравнивают с эталонным, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния колебания 4О уровня сварочной ванны на точность измерения длины дуги, на сварочную дугу накладывают высокочастотное синусоидальное напряжение, а величину длины

45 дуги определяют по падению высокочастотного напряжения на УЧастке от конца электрода до поверхности свариваемого изделия, контактирующей со сварочной ванной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLJA 9 3262006, кл. 314-6 3.

2. Авторское свидетельство СССР

9. 382488 кл. В 23 К 9/10.