Способ управления процессом стыковой контактной сварки оплавлением

1Изобретение относится к сварочномупроизводству и может быть использовано вразличных отраслях промышленности, вчастности в атомном машиностроении и котлостроении при контроле и регулированиипроцессов контактной стыковой сварки оплавлением, например, поверхностей нагревакотлоагрегатов и трубопроводов.Известен способ управления процессомсварки, при котором осуществляют измерение одного из параметров режима с последующим регулированием мощности, выделяемой в зоне соединения, при этом измеряютконтактную разность потенциалов междусоединяемыми элементами, вычисляют еепроизводную и по величине полученныхданных производят регулировку мощности 1,Однако этот способ имеет недостаточнуюинформативность для обеспечения высокогокачества сварки, в результате того, что контроль ведут только по одному из параметров,Наиболее близким к изобретеню по технической су,ности является способ управления процессом стыковой сварки оплавле.нием, при котором в процессе сварки измеряют сварочный ток, сравнивают его с установленным значением и, как только измеренный ток превышает установленное значение,включают корректор скорости, который,вступая в действие периодически и на короткое время, уменьшает или увеличиваетскорость оплавления.Применение систем программного управления с корректором скорости оплавленияпозволяет сваривать детали больших сечений с достаточно высоким сопротивлениемкороткого замыкания при небольших напряжениях 2,Однако оптимальное значение тока, с которым сравнивают текущую его величину,устанавливается для конкретного материалаи типоразмера свариваемых деталей, т.е.для учета технологических разбросов необходима перенастройка сварочной машины,что снижает производительность сварки.для учета технологических разбросов необходима перенастройка сварочной машины,что снижает производительность сварки.Кроме того, на сварочный ток влияют колебания напряжения источника питания, в известном способе с заданным значениемсравнивается значение сварочного тока, измеренного с погрешностью, что снижает качество сварки.Целью изобретения является повышениекачества сварного соединения и производительности процесса сварки путем обеспечения оптимальной скорости оплавления. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом стыковой контактной сварки оплавлением, при котором производят измерение сварочного тока и осуществляют регулирование скорости оплавления, производят измерениеСпособ осуществляется следующим образом.Известно, что среднее значение сварочного тока 1 в в процессе оплавления свариваемых деталей растет, зависимость 1 рв (Ч )изображена на фиг. 1 (а), где Чапа - скорость оплавления,При оплавлении происходит процесс образования и разрушения контактов-перемычек в деталях, сопровождающийся характерными пульсациями сварочного тока. Частотапульсаций тока и, т.е. количество их в единицу времени зависит от образования перемычек и подчиняется нормальному закону40 распределения вероятностей, причем гпахкривая распределения соответствует устойчивому оплавлению. Зависимость и (Чо )приведена на фиг. 1 (б) (кривые а и б изображены в определенный момент времени).Способ состоит в том, что с помощьюдатчика 1 фиксируют переменный ток 1 совторичного контура сварочной машины (непоказан) и подают его на преобразователи 2 и 3 соответственно сварочного тока ичастоты его пульсаций. После преобразования полученные сигналы постоянного токапоступают на устройства 4 и 5, где формируются производные по времени -ф - и -41 в ,11 б 1т.е. скорости изменения сварочного тока ичастоты его пульсаций. При этом, если сварочный ток 1 и частота пульсаций и растут,55 что соответствует положительному знакупроизводных, то с выхода сравнивающего блока 6 через устройство 7 поступает управляющий сигнал на двигатель 8, который осу 5 10 15 20 25 частоты пульсаций сварочного тока, вычис ляют производные сварочного тока и частоты его пульсаций по времени и производят регулирование скорости оплавления, уменьшая ее при разных знаках производных и увеличивая при одинаковых знаках производных.На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - диаграммы; поясняющие работу.Устройство для реализации способа управления процессом контактной стыковой сварки оплавлением содержит датчик 1 тока, выход которого подключен к преобразователю 2 сварочного тока, преобразующего переменный ток в сигнал постоянного тока, и к преобразователю 3 количества пульсаций, также преобразующего в сигнал постоянного тока количество пульсации. Выходы преобразователей 2 и 3 соединены с соответствующими дифференцирующими устройствами 4 и 5, выходы которых поданы на входы блока 6 сравнения, соединенного своим выходом с устройством 7 управления электроприводом электродвигателя 8. При этом на выходе блока 6 появляется сигнал включения электродвигателя 8 при одинаковых знаках производных на выходах устройств 4 и 5 и сигнал выключения электродвигателя 8 при разных знаках производных.1042928 кийКорректоПодписиета СССРрытийнаб., д.Проект витель Г. Чаиковд И. Верес 1106 твенного комит бретений и от 35, Раушская г. Ужгород, у Соста ова Техре Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Ж -иал ППП Патент, Г. Решетни едактор В. Иванаказ 7222/16 4/5 ная,Ф 3ществляет дальнейшее сближение свариваемых деталей, т.е. увеличивает скорость оплавления.Как только количество пульсаций п начинает падать (отрицательный знак произ-. водной) при растущем токе (положительная производная), с выхода сравнивающего устройства 6 поступает управляющий сигнал на выключение двигателя 8, т.е. на уменьшение скорости оплавления.Кроме описанных моментов в процессе сварки, могут иметь место и такие состоя-. ния как: количество пульсаций растет (положительная производная), а сварочный. ток падает (отрицательная производная) - двигатель в этом случае выключен; количество пульсаций падает (отрицательная 15 производная) при уменьшающейся величине сварочного тока (отрицательная производная) - двигатель в этом случае включают.Предлагаемый способ был реализован при сварке труб из стали 12 Х 18 Н 12 Т на стыкосварочной машине ПСТ - 400 с после дующим испытанием на разрыв. При сравнительных испытаниях образцов, сваренных по известному способу, и образцов, сварен 4ных по предлагаемому способу, улучшились прочностные характеристики сварного соединения за счет обеспечения оптимальной скорости оплавления.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение качества сварного соединения. Такое выполнение способа обеспечивает автоматическое поддержание оптимального режима, что повышает качество сварки, причем коррекцию скорости оплавления производят не по сварочному току, зависящему от многих факторов, а по скорости его изменения и знаку этого изменения в совокупности с величиной и знаком скорости изменения частоты пульсаций, несущих информацию о количестве перемычек в зоне оплавления, т.е. о состоянии в этой зоне. Реализация предлагаемого способа значительно уменьшает патерп рабочего времени на переналадку сварочной машины при переходе с одного типоразмера, материала изделий на другие (производительность сварочных работ увеличивается на 12%).