Способ управления процессом высокочастотной сварки труб

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соавтсник

Социалистичвскик

Рвспубпии (и!986680 (61} Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 12.03.80 (21) 2891924/25-27 с присоеднненнем заявки J4 (23) Приоритет

Опублнковано 07.01.83. Бюллетень Ря 1

Дата опубликования. описания 07. 01. 83 (<3®. Кл.

В 23 К 13/00

Гасударственный кемнтет

СССР (53) УДК 621 ° 791 °.77(088.8) де делам нэееретеннй и етнрыткй

A. И. Тышко, Л. И. Сорокин, С. И. Ковриго, Д. Н. Митилинео, И. С. Галкин, Н. И. Ф и В. И. Насекан (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики имени ХХч с с

Ъ (7I ) Заявитель..,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ТРУБ

Изобретение относится к автомати-

;зации трубоэлектросварочного производства и может быть использовано при высокочастотной сварке прямошовных труб.

Известен способ управления высокочастотной сваркой труб путем стабили- зации заданного тока сварки с коррекцией этого задания по скорости движения трубной заготовки (1 ). ао

Однако выбор скорости для ведения процесса сварки с максимально возможной производительностью без потери качества сварки в этом способе не предусмотрен. 15

Известен способ управления процессом высокочастотной сварки труб, включающий определение величины осадки кромок трубной заготовки и стабилиза- ав цию их нагрева 52 3. Осадку кромок определяют по информации о толщине, ширине ленты и диаметру трубы. Для све дения параметров к единому моменту

2 времени учитывают скорость движения трубы.

Недостатком этого способа является то, что в нем также не предусмот" рен выбор скорости для ведения процесса сварки труб с максимально возможной производительностью без потери качества сварки.

Цель изобретения - повышение про" изводительности процесса сварки.

Эта цель достигается тем, что в способе управления процессом высокочастотной сварки труб, включающем определение величины осадки кромок трубной заготовки и стабилизацию их нагрева, увеличивают скорость движения трубы, стабилизацию нагрева кромок осуществляют изменением мощности источника питания, ограничивая измене- ние скорости максимальной мощностью, при .этом поддерживают оптимальную величину мощности для заданной скорости. По информации о толщине, ширине ленты, диаметре и скорости движения

3 98668 трубы опреде.пяют величину осадки кромок трубной заготовки. По величине осадки, скорости и известной зависимости (модели) определяют оптимальную по качеству сварки величину мощности для нагрева кромок трубной заготовки и используют ее как задание на стабилизацию нагрева кромок путем стабилизации мощности, подводимой к нагревательному устройству. Увеличивают зада 1О ние скорости движения трубы. Определяют мощность, подводимую к нагревательному устройству, соответствующую оптимальной по качеству сварки мощности и при достижении этой мощностью максимального предела мощности сварочного генератора ограничивают скорость движения трубы. Так как лента изменяется по толщине и ширине, то, работая на максимальной мощности генератора и о управляя скоростью движения трубы, способ обеспечивает получение качественного сварного шва при максимальной для этих условий. производительности.

На чертеже изображена схема управ- ления процессом высокочастотной свар-. ки труб, при которой мощность контролируется по напряжению сварки.

Контроль можно осуществлять по току сварки или по произведению того и другого параметров.

Из плоской стальной ленты формируют трубную заготовку, которая подается в нагревательное устройство l. После разогрева кромки сжимаются в сварочном калибре и получается труба 2.

Ширина, толщина ленты, скорость движения и диаметр трубы измеряются датчиками 3-6 соответственно. На схеме лента, сварочный калибр и места уста4О новки датчиков не показаны.

По информации от датчиков В (4}, Ь (t}, O (1) и V (<) в вычислительном блоке 7 определяют величину осадки «Р(1) кромок трубной заготовки.

По величине осадки и скорости движения трубы V (ф) и известной модели в блоке 8 вычисляют оптимальное напряжение U,„ „,(a) нагрева кромок трубной заготовки. После сравнения заданного и фактического U (4) напряжений в бло- о ке 9 формируют коррекцию д0 (1} в систему стабилизации нагрева 10.

При запуске процесса с помощью устройства 11 задают скорость движения трубы Ч о (t). После сравнения заданной Чв (4) и фактической V (4) скорос,тей в блоке 12 задают коррекцию dV (4)

:в систему стабилизации скорости 13.

0 ф

Помимо сравнения заданной и фактической скоростей в блоке 12 сравнивают также фактическое напряжение сварки

U () с предельно допустимым по конст" рукции стана и если наступило такое равенство, то ограничивают возможность дапьнейшего увеличения скорости движения трубы, тем самь<м позволяя получить максимально возможную производительность без потери качества сварки.

Ниже приводится описание конкрет < ных операций, которые необходимо выполнить при практической реализации способа.

Величину осадки кромок трубной заготовки д".(1 )в блоке 7 определяют по формуле: (+) =в(+- т }-тг(о(+) -ак- 1)3, (1) где ь„-, i =1; 2 - временная задержка для учета момента измерения параметров и сведение всех параметров к единому моменту времени. Г; определяется из уравнения: г.. (2) « ) < Ю, (2)

О где 0; — расстояние от точки измерения параметра до места его использования (до зоны сварки) (см. описание прототипа).

Специальный факторный эксперимент, проведенный в производственных условиях, показал, что если в качестве управляющего воздействия на мощность нагрева выбрать напряжение генератора сварки, то технологический процесс с выходом по относительной ударной вязкости хорошо описывается уравнением:

Y() =Y««+) -(U È) -И«т(+) } (3) где У(1) — показатель качества сварного соединения;

U P4) - оптимальное напряжение, при.котором достигается наилучшее качество сварки;

U(t) — текущее напряжение сварочного генератора.

o e „) < (v-v«1 (ч

<ц="о (о о (" os )"

«(М(4) -Чо ) (5) где Yg и Цо - начальные значения качества и напряжения;

d< - значение оптимальной величины осадки; начальные соединения

5 986680 6 начальные значения ско- быть больше допустимого, тогда систерости; ма будет держать предельно возможную постоянные коэффициенты, скорость. определяемые экспериментально S во и в

a01 I I02 с4,И 1 а42 формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 10399/19 Тираж 1104 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Решая уравнение (4), в блоке 8.определяют задание мощности и нагрева, в частном случае — оптимальное напряжение сварки. 8 случае наличия серий" В ных измерителей тока в индукторе или активной мощности задание мощности нагрева может быть выражено через ток или активную мощность.

8 блоке 9 заданное напряжение срав- нивается с фактическим, разность подается в систему 10 стабилизации нагрева для коррекции имеющегося отклонения. Фактическое напряжение сварки подается на ограничитель 12 скорости движения трубы, где оно уравнивается с предельно допустимым и ограничивает дальнейшее увеличение скорости, несмотря на задание блока 11, которое может превышать предельно допустимые скорости.

Для достижения максимальной возмож- ной производительности задание должно

Способ управления процессом высо<очастотной сварки труб, включающий эпределение величины осадки кромок трубной заготовки и стабилизацию их нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения производитель,ности процесса сварки, увеличивают скорость движения трубы, стабилизацию нагрева кромок осуществляют изменением .мощности источника питания, ограничивая изменение скорости максимальной мощностью, при этом поддерживают оптимальную величину мощности для заданной скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 3145285 кл. 219-59, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

N 764899, кл. В 23 K 13700, 1978 (про тотип).