Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >988496

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 03.04.81 (21) 3300855/25-27 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень И. 2

Дата опубликования описания 15.01.83 (53)M. Кл.

В 23 К 13/00

Гвеудврстеевввй квинтет

СССР де деветт взееретеиий и еткрытнв

I (53) УДК621.791. .77 (088.8) "."

И. В. Воротило и М. Я. Лапскер

1 .3:.д» °

»

= —

» (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ТРУБ

Изобретение относится к высокочастотной сварке и может быть использовано для автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб из стальной ферромагнитной полосы.

Известен способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки путем воздействия на мощность нагревательного устройства в зависимости от сигнала, характеризующего пара$0 метры очага сварки по его излучательной способности, с использованием фотодатчиков (1) .

Однако данный способ характеризуется сложностью в реализации и недостаточной точностью замера указанного параметра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического регулирования процесса 0 высокочастотной сварки путем воздействия на мощность источника питания нагревательного устройства в зависимости от управлякзцего сигнала, характеризующего оз клонение положения очага сварки от номинального. B качестве данного параметра используют информацию о местоположении начала и конца светящегося участ ка, для чего фотопирометрические дат чи-. ки устанавливают в начале и конце светящегося участка (2)

Недостатком известного способа является низкая точность регулирования из-за того, что контролируемые параметры местоположения начала и конца сввтятцегося участка — понятие физически неопределенное. Кроме того, низкая точность связана также с тем, что сигнал регулирования зависит не только от величины нагрева, но и от условий визирования, изменения спектральной и интегральной чувствительности датчиков, изменения положения в процессе сварки точки схождения кромок.

Бель изобретения — повышение регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического

088406 регулирования JJpoUecca высокочастотной сварки труб путем воздействия на моши. ность источника питания нагревательного устройства в зависимости от управляющего сигнала, характеризующего отклонен- 5 ные положения очага сварки от номиналь ного, в качестве управляющего сигнала используют величину расстояния от места схождения кромок до участка кромок, разогретого до температуры Кюри..

На чертеже изображена блок-схема системы для осуществления предложенного способа.

Схема содержит нагревательное уст1 . ройство 1, мощность которого зависит от величины напряжения источника питания

2, регулируемого блоком управления 3.

Сигнал рассогласования поступает на блок управления после сравнивающего устройства 4. Один вход сравнивающего устройства соединен с задатчиком режима сварки 5, а второй с выходом преобразования код-аналог 6. Преобразователь соединен со схемой совпадения 7: Схема совпадения соединена с генератором тактовых импульсов 8 и с измерительным устройством, состоящим из электромагнитного датчика 9 и устройством сканирования 1 О.

Автоматическое регулирование процессом высокочастотной сварки осуществляется следующим образом.

Номинальный уровень нагрева устанавливают задатчиком режима сварки 5.

Электромагнитный датчик 9 с помошью устройства сканирования 1 0 перемещают вдоль кромки. Длину перемещения выбирают минимально такой, чтобы все воз- можные отклонения места с температурой точки Кюри и колебания точки схождения

ЮО кромок были в зоне визирования датчика. Датчик настраивают таким образом, чтобы при нахождении его чувствительно,го элемента над кромкой с температурой выше точки Кюри (немагнитный металл) выходной сигнал, подаваемый на схему совпадения, соответствовал единице, а при нахождении над кромкой с темпеоатурой ниже точки Кюри (большое значение величины магнитной проницаемости) и за точкой схождения кромок (отсутствует краевой эффект) величина выходного сигнала для схемы совпадения соответствовала уровню О. Поэтому с помощью схемы совпадения 7 пропускают только тогда импульсы с тактового генератора 8, когда с выхода электромагнитного датчика 9 поступает разрешающий сигнал, длительность которого пропорциональна измеряемому расстоянию. Количество импульсов преобразуют в аналоговый сигнал и сравнивают с сигналом задатчика режима сварки. Если нагрев не соответствует номинальному, меняется расстояние . между точкой схождения кромок и местом на них с температурой Кюри. Получаем сигнал больше или меньше заданного и разностью между ними регулируем напряжение источника питания 2 нагревательного устройства 1; до тех пор, пока мощность нагрева не изменится до оптимального значения, при котором местоположение участка с температурой точки Кюри относительно точки схождения кромок соответствует заданному.

Предложенный способ опробовывают на стане 203-530 ВМЗ при сварке труб

530х8 мм из стали СП10. В качестве датчика используют специально разработанный электромагнитный датчик, катушка индуктивности которого установлена с постоянным зазором над кромкой. Остальное оборудование стандартное. Базовое расстояние от точки схождения кромок до места на кромках с температурой точки Кюри составляет 236 мм, Скорость

I сварки 30 м/мин. При этом колебания контролируемого параметра в пределах 6 мм, что приводит к изменению мощно- . сти около 12 кВт. Сваренные трубы подвергают испытанию по ГОСТ 3845. В результате испытаний партии труб установлено, что брак составляет 0,3% от всех изготовленных труб. При регулировании по известному способу брак составляет 0,4%.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, позволяет повысить точность регулирования процесса сварки. Это связано с тем, что температура нагрева кромок изменяется вдоль кромки / -образной щели трубной заготовки от начальной в месте подвода тока до температуры, выше температуры плавления металла в точке схождения металла. В каком-то месте на кромках температура равна точке Кюри. В зависимости от расположения этого места на кромках относительно точки схождения кромок можно с высокой степенью точности судить о температуре сварки. Последнее обусловлено тем, что при температуре точки Кюри происходит магнитное превращение металла, в результате резко меняется значение магнитной

988496

ВНИИПИ Заказ 10957/15 Тираж 1104 Подписное

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4. проницаемости, металл становится немагнитным, что позволяет легко и точно определить это место на кромке с помошЬю электромагнитного датчика.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб путем воздействия на мошность источника питания нагревательного устройства в зависимости or управляккцего сит..нала, характеризуюшего отклонение положения очага сварки от номинального, о т л и—

C ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, s ка- . честве управляюшего снгнала используют

5 величину расстояния от места схождения кромок до участка кромок, разогретого до температуры Кюри.

Ис точники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1О 1 Авторское свидетельство СССР

% 572349, кл. B 23 К 13/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 661100663377, кл. В 23 К 13/00, 1978 (прототип) .