Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки

 

Союа Советских

Социалистичесник

Респубпии

О П И С А Н И Е (и)994182

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЬЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29. 09.81(21) 3341591/25-27

I с присоединением заявки № (23)Приоритет (5l)M. Кл.

В 23 К 13/00

Гасударственный квактвт

СССР ав леван взевретевкй н юткрытий

Опубликовано 07 ° 02 ° 83 ° Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09.02.83 (53) УД К 62! ° 791..77(088.8) Г

Е.А. Пантелеймонов, Ю.Н. Скачко и В.В. По ухин"

1:::, 1

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного - Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к металлур. гической промышленности, а точнее к области производства способом высокочастотной сварки длинномерных металлических изделий.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при автоматическом регулировании процесса высокочастотной сварки металлических изделий преимущественно большой тол"

- о щины при значительной длине участка оплавления кромок.

Известен способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором в качестве регулирующего сигнала используют амплитуду пульсаций высокочастотно о напряжения в сварочном контуре, возни" кающих при периодических изменениях положения точек схода кромок трубных щ заготовок (.1 1.

Недостатком этого способа является то, что амплитуда пульсаций напряжения в сварочном контуре определяет2 ся не только изменением комплексного сопротивления нагрузки, но и абсолютным значением комплексного сопротив" ления, когда возможен режим, при котором пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре вообще не существует, а наблюдаются пульсации сварочного тока. Недостатком способа является также то, что ампли" туда пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре зависит от электрических характеристик сварочных индукторов, которые в условиях за» водской эксплуатации подвергаются замене и ремонту, что приводит к изме" нению их электрических характеристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ а втомати чес кого ре гулирования процесса высокочастотной сварки, заключающийся в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима свар99М 82 ки и оценки и корректировке парамет" ,ров режима сварки f2 j.

Недостаток предложенного способа заключается в том, что в зависимости от величины комплексного сопротивле" S ния нагрузки и положения рабочей точ-. ки на внешней характеристикв источни" ка нагрева изменение комплексного со- противления нагрузки может не визывать изменение напряжения в сварочном контуре, что снижает надежность системы регулирования. Другим недостатком предложенного способа является то, что применительно к процессу высокочастотной сварки изделий большой толщины апособ не учитывает наличия двух диапазонов частот оплавления: низкооастотного, отражающего

1 возникновение долгоживущих перемычек жидкого металла на участке оплавления, и высокочастотного вследствие возникновения короткоживущих перемы" чек.

Целью изобретения является повышение надежности системы регулироваИ ния процесса высокочастотной сварки °

Цель достигается тем, что в спо" собе автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, за« ключающемся в измерении частоты пуль" саций электрических параметров режима сварки и оценке и корректировке параметров режима сварки, измеряют пульсации комплексного сопротивления нагрузки, разделяют их на состав-Зэ ляющие по частоте " высокочастотную и низкочастотную, и в качестве регулир ующе го параметра ис поль з уют частоту низкочастотной составляющей пуль саций комплексного сопротивления нагрузки.

Пример. Сигнал с датчика сопротивления, пропорциональный комплексному сопротивлению нагрузки, подается на вход фильтра низкой частоты, где осуществляется фильтрация высокочастотных пульсаций комплексного сопротивления нагрузки, вызванных возникновением короткоживущих пере" мычек жидкого металла и выделение И низкочастотных пульсаций. Частота появления долгоживущих перемычек жидкого металла является задатчиком для регулятора мощности источников нагрева.

Анализ процесса оплавления при .вы- 55 сокочастотной сварке изделий большой толщины показал, что на участке оплавления свариваемых кромок образуются переььчки жидкого металла, которые имеют различное время существования.

Перемычки жидкого металла, имеющие значительную массу, под действием электромагнитных сил сдвигаются в направлении точки соединения и за время своего существования проходят всю длину участка оплавления, Такие перемычки жидкого металла можно назвать долгоживущими.

Одновременно на участке оплавления образуются и взрываются перемычки жидкого металла, имеющие значительно меньшую массу. Время сущест" вования таких короткоживущих перемычек на порядок меньше, чем долгоживущих, а частота возникновения в

5 "8 раз больше Существование долгоживущих перемычек жидкого металла благоприятно сказывается на разогреве металла перед осадкой. Наибольшая плотность тока, текущего вдоль свариваемых кромок, вследствие действия эффекта близости и краевого эффекта наблюдается на боковых поверхностях свариваемых кромок, что особенно сказывается при сварке изделий бопьшой толщины. Возникшая в точке схождения долгоживущая перемычка жидкого металла является концентратором энергии и за время своего существования, пройдя всю длину участка оплавления, значительно выравнивает разогрев свариваемых кромок по толщине. Следова" тельно, различна частота образования перемычек жидкого металла, различно и их влияние на процесс оплавления.

Испытание предложенного способа автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки было проведено при сварке полос шириной

55 мм,. толщиной 6-12 мм из различных тюзов сталей. Анализ процесса оплавления путем осциллографирования основных электрических и механических параметров режима сварки и исследование качества сварных соединений показали пригодность способа для автоматического регулирования процесса сварки. В частности, при сварке полос из стали 14ХГС толщиной 7 мм при скорости сварки 5 м/мин частота долгоживущих перемычек составляла 60

70 Гц, частота короткоживущих перемычек составляла 250-350 Гц.

Способ позволяет осуществлять регулирование процесса сварки иэделий большой толщины ври значительной дли5 -;=99418 не участка оплавления, используя, что особенно важно, один из технолегических параметров режима сваркикомплексное сопротивление, нагрузки и его колебания в процессе оплавле- s ния, а так же ту особенность процес" са оплавления, когда иа разогрев ме". талла на участке оплавления большое .влияние оказывают долгоживущие пере: мычки жидкого металла.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, заключающийся .в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима сварки и оценке и корректи2 6 ровке параметров режима сварки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности системам ре гулирования, измеряют фльсации комплексного сопротивления нагрузки, разделяют их на составляющие по частоте - высокочастотную и низкочастотную, и в качестве регулирующего параметра используют частоту низкочастотной составляющей комплексного сопротивления нагрузки ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 335®9 кл. 8 23 < 13/00, 4>70

2. Авторское свидетельство СССР

И Збб945,. m. 8 23 К 13/06, 1971 (прожемя }.

Составитель 8. Ганкшин

Редактор Н. Багирова Техред С Лигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 712/7 Тираж 110. Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий

113035 Москва -Ж-35 Раушская наб. а, 4/5

««» »«»»» 4 «»»««»»Я» «»»»«»«й 8«» ««««

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