Способ определения постоянной времени проплавления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическин

Республик iii9 79050 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.12.80 (21) 3226435/25-27 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07 12.82. Бюллетень №45 (51 ) М. Кл.

В 23 К 9/10

Роуаерстаанай комитет

СССР (5Ç) УДК621.791. .75 (088.8) ао долек изобретений н открытий

Дата опубликования описания 09.12.82

Л. Ф. Чумак, B. А. Анкудинов, Г. Ю. Ульянова и . Д. Йороюв, : .:

1. (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯ ННО11 ВРЕМЕНИ

ПРОПЛАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов и может быть использовано при расчетах и проекти ровании систем автоматического регулирования величины проплавления.

Известен. способ определения постоянной времени проплавления, при котором предварительно формируют шов заданных геометрических параметров дугой уставов о ленной мощности, после чего в процессе сварки скачком изменяют мощность дуги и формируют шов с другими параметрами, а постоянную времени проплавления определяют по изменению соответствующего размера шва (ширины шва, ширины проплавления) при ступенчатом изменении одного иэ параметров сварки - тока дури

Э „, напряжения дуги 0 или их соотношения. При этом значения постоянной 2о времени определяют по времени, соответ » ствующему изменению величины проплав ления до значения, равного 0,63 значе-, ния установившейся величины $13.

Недостатком известного способа является то, что требуется тщательная подготовка образцов для увеличения размеров границы переходного процесса эпидиас= колом, кроме того, при изменении скачком напряжения на дуге пятно дуги искажает границы переходного процесса.

Отсюда низкая точность определения постоянной проплавления, неудовлетворитель ная повторяемость эксперимента.

Белью изобретения является повышение точности определения постоянной времени проплавления.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения по стоянной времени проплавления, при котором предварительно формируют шов asданных геометрических параметров дугой установленной мощности, после чего в процесса сварки изменяют скачком мощность дуги и формируют шов с другими параметрами, а постоянную времени проплавления определяют по изменению геоТ- е

Ф УЛс

3 97005 метрических параметров на интервале времени перехода от одного режима сварки до установления другого, в качестве па. раметра изменения геометрических раз меров щва используют температуру, измеряемую непрерывно На расстоянии от оси электрода, равном половине ширины шва °

На фиг. 1 показана схема расположения датчика температуры; на фиг. 2 - Io распределение температуры в пластине по оси ОУ; на фиг. 3 - определение постоянной времени проплавления по осцил лограмме изменения температуры.

Температурное поле в пластине согласно схеме линейного теплоисточника может быть представлейо выражением

Vx

Ъ» V г Ю

4а Фа 4 m

r =» x + Ð где q, — мощность теплоисточника, Вт;

Ч - скорость движения твплоисточника, м/с; 25 с» — коэффициент температуропроводности, м2/с;

А - коэффициент теплопроводности, Вт-м .град;

d - толщина пластины, м; ЭΠ— время, с.

Для квазисraIIHDtIaDHDro состояния

Vx т 2a (чг)

Т лФ К 2 ( где К » функция Бесселя.

При изменении скачком мощности дуги на nq, (путем изменения напряжения дуги сварочного тока) температурное поле изменяется до нового квазистационарного состояния, соответственно изменяется ширина проплавдения с В до

В" (см. фиг. 1 и 2).

Изменения температуры в точках А.„ и А (см. фиг. 1) в движущейся со

45 скоростью системе координат происходят практически одновременно, так как точки находятоя на незначительном удалении одна от другой.

Известно, что ширина шва пропорциональна мощности дуги, следовательно, при переходе от одного квазистадионарного состояния к другому изотермы занимают последовательно положения, показанные на фиг. 2.

Таким образом, следует взаимнооднозначное соответствие между изменением температуры и изменением ширины пропла иле ния.

0 4

Способ определения постоянной времени проплавления заключается a roM, что записывает осциллограмму переходног о процесса изменения температуры датчиком, располагаемым на расстоянии от электрода, равном полуширине шва, после чего по осциллограмме определяют постоянную времени.

Пример. В качестве датчика температуры выбирают практически безинерпионную термопару, которую располагают на расстоянии R = ; В, =.6 мм; с = 2,; сварочный ток 3 = 90 А; напряжение на дуге 0A = 9,5 В; ско-) рость сварки Нсэ = 0,3 см/с.

Термопару перемещают со скоростью сварки одновременно с горелкой, что достигается креплением термопары на кронштейне, жестко связанном с горелкой.

Скачок тока на +10-15% осуществляют изменением сопротивления балластного реостата, включенного в сварочную цепь.

Получаемую осциллограмму изменения температуры по времени записывают посредством осциллографа. Далее по значению 0,63 аТ т определяют значение постоянной времени проплавления (см. фиг. 3).

Использование изобретения позволяет повысить точность определения постоянной времени, что при расчете и настройке систем автоматического регулирования проплавления позволит повысить качество продукции.

Формула изобретения

Способ определения постоянной времени проплавления, при котором предварительно формируют шов заданных геометрических параметров дугой установленной мощности, после чего в процессе сварки изменяют скачком мощность дуги и формируют шов с другими параметрами, а постоянную времени проплавления определяют по изменению геометрических параметров на интервале времени перехода от одного режима сварки до установления другого, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве параметра изменения геометрических размеров шва используют температуру, измеряемую непрерывно на расстоянии от оси электрода, равном половине ширины шва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ильенко Н. А. 0 динамике регулирования при аргонодуговой сварке на весу тонколистовой стали. — "Сварочное производство", 1 967, N. 4, с, 13-14 (прототип).l