Устройство для автоматического управления режимом высокочастотной сварки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (ii>967732

Щф Ъ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 030281 (21) 3283018/25-27

Р1 М К з с присоединением заявки ¹В 23 К 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (S3) УДК 621 791 77 (088.8) Опубликовано 23.10В2, Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.1082

М.Я.Акимова, A.Ñ.Âàñèëüåâ, А.P.Êàçàêîâ, В и В.П.Стрельников (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехни институт им.В.И.Ульянова (Ленина) . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМОМ ВИСОКОЧАСТОТНОИ СВАРКИ

Изобретение относится к высоко- частотной сварке труб и может быть использовано в трубной промьзаленнос ти.

Известно устройство, содержащее кольцевой охватывающий трубную заготовку индуктор и датчики скорости перемещения трубной заготовки, отклонения ширины и толщины штрйпса, подключенные к блоку управления.

Закон изменения мощности в функции указанных параметров имеет вид

Ip, гu„t-ю, ь>(,(ь, „р

+

1 где P t - оптимальная мощность, ор

u > t — оптималь ное напряжение, (фа Q p)функция номинальной настройки эталонный сигнал);9„ тз„- номинальные значе- . ния толщины и шириныштрипса т,,(т) - функция скорости; а(,д9-приращение номинальных значений толщины иширины штрипса, К„ К g — частные производные от функции (й ь р).).1).

Недостатком известного устройства является то, что при управлении режимом сварки оно не поэволяет учитывать влияние факторов, связанных с биением сварочных и формовочных валиков, неравномерность физических свойств штрипса по длине и ширине. Все это влияет на геометрию трубной заготовки и мощность, выделяющуюся на ее кромках. При этом точка схождения кромок меняет свое местоположение.

Целью изобретения является улучше1() ние качества сварного соединения, за счет учета возмущений, связанных с изменением положения точки схоидения кромок трубной заготовки.

Поставленная цель достигается тем, ajo в устройстве для автоматического управления режимом высокочастотной сварки, содержащем кольцевой индуктор, охватывающий трубную заготовку и дат20 чики скорости перемещения трубной заготовки, отклонения ширины и толщины штрипса, подключенные к блоку управления, дополнительно введены блок деления и две размещенные на общем магнитопроводе катушки с детекторами и фильтрами, из которых одна установлена внутри индуктора, а вторая смещена относительно первой в направлении точки схождения кромок трубной заготовки и обе эти катушки подключены к блоку управления через блок деления.

967732

При этом закон изменения мощности принимает вид

Ро =(бр+ т1® Жо > о,Р)+

+ ®îj î, +4(о, ло> )ьВ+ К 0 И . 5 где У@„- величина сигнала, пропорциональная напряженности магнитного поля внутри трубной заготовки в сечении, расположенном между точкой схождения кромок и индуктором, 0, величина сигнала, пропорциональная напряженности магнитного поля внутри трубной заготовки непосредственно в зоне индуктора. 15

На фнг.1 представлена блок-схема предложенного устройства, на фиг.2а

1 схема размещения измерительных катушек, вид сбоку, на фиг.2б - то .же, вид сверху. 20

Устройство содержит блок 1 управления, содержащий сумматор 2, подключенный к сумматору 3 через блок задержки 4. в свою очередь. сумматор 3 и блок 5 нелинейности подключены к блоку 6 перемножения. Датчики ширины

7 и толщины 8 штрипса подключены к сумматору 2 блока 1 управления. а датчик 9 скорости подключен к блоку ,4 задержки и блоку 5 нелинейности. Измерительные катушки 10 и 11 с детекторами и фильтрами, установленные внутри индуктора, одна из которых " смещена относительно другой в направлении точки схождения кромок трубнрй заготовки, подключены к сумматору 3 через блок 12 деления. Источник 13 эталонного сигнала уровня мощности подключен к сумматору 3 блока 1 управления.

Катушки 10 и 11 размещены на маг 40 нитопроводе 14, охваченном индуктором

15. Магнитопровод 14 помещен внутрь трубной заготовки 16, а его торец расположен вблизи точки 17 схождения кромок трубной заготовки. 45

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от датчиков отклонения толщины 8 и ширины 7 штрипса поступа- 50 ют на сумматор 2, а после сложения". в блок 4 задержки. Этот блок необхо. дим, так как не представляется воз« можным измерять отклонение ширины и толщины штрипса непосредственно в момент сварки. Рассматриваемые заме-. ры проводятся перед формирующими клетями, а получаемые сигналы задерживаются на время, необходимое для поступления данйой части штрипса в сварочный узел. Величина задержки 60 сигналов меняется в зависимости от скорости сварки трубы. Задержанный сигнал, равный сумме сигналов, пропорциональных толщине и ширине штрипса с соответствующими коэффициентами 65 усиления, поступает в сумматор, где складывается с сигналом, поступающим через блок 12 деления от измерительных катушек 10 и 11 с детекторами и фильтрами, и эталонным сигналом уровня мощности от источника 13. Суммарный сигнал поступает в блок 6 перемножения, где он умножается на величину сигнала от датчика скорости, прошедшего блок 5 нелинейности. Блок

5 нелинейности служит для учета пропорциональности изменения мощности на индукторе при изменении скорости перемещения трубной заготовки. Результирующий сигнал блока 6 перемножения является управляющим и подается в систему управления источником питания (не показана). Величина сигнала, снимаемого с катушки 10 с детектором и фильтром, размещенной на магнитопроводе 14 в сечении, располо-. женном внутри индуктора 15, пропорциональна величине магнитного потока, проходящего внутри трубной заготовки.

Магнитный поток, проходящий через катушку 11 с детектором и фильтром, имеет меньшую плотность, поскольку катушка 11 с детектором и фильтром сдвинута относительно катушки 10 в направлении точки схождения кромок

17 трубной заготовки 16. Поэтому величина сигнала, снимаемого с катушки 10, зависит от положения точки 17 схождения кромок. Перемещение точки схождения кромок приводит к перераспределению магнитного потока, проходящего внутри трубной заготовки, вдоль оси магнитопровода, так как трубная заготовка является естествен» ным экраном. Приближение точки схождения кромок к индуктору соответствует уменьшению величин сигнала, снимаемого с измерительной катушки 11, а удаление точки схождения кромокего увеличению. Таким образом, определенному положению точки схождения кромок соответствует определенное отношение сигналов, получаемых с измерительных катушек 10 и 11 с детекторами и фильтрами, расположенных.на магнитопроводе 14. Оптимальному режиму процесса сварки соответствует определенное положение точки схождения

КроМоК> его можно использовать сов- местно с эталонным сигналом уровня мощности от источника 13 и сигналами, пропорциональными скорости штрипса, отклонению его ширины и толщины, снимаемыми соответственно с датчиков

9, 7 и 8.

Предложенное устройство для автоматического управления режимом высокочастотной сварки позволяет повысить качество сварного соединения, поскольку отработка возмущений в ручном режиме невозможна, так как частота возмущений лежит в пределах 1-10 Гц.

967732 формула изобретения

Устройство для автоматического управления режимом высокочастотной сварки, содержащее кольцевой индуктор, охватывающий трубную заготовку и датчики скорости перемещения трубной заготовки, отклонения ширины и толщины штрипса, подключенные к. блоку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества IO сварного соединения за счет учета возмущений, связанных с изменением положения точки схождения кромок, в устройство дополнительно введены блок деления и две размещенные на общем магнитопроводе катушки с детекторами и фильтрами, иэ которых одна установлена внутри инпчктопа, а вторая смещена относительно первой в направлении точки схождения кромок трубной заготовки и обе эти катушки .".одккючены к блоку управления через блок деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 685461, кл. В 23 К 13/02, 1976, (прототип).

967732

Составитель Т.Сорокина

Редактор Л.Гратилло Техред Т.Маточка Корректор Н.Буряк

Заказ 7980/23 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д.4/5

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