Способ ориентации электрода относительно стыка свариваемых изделий

СООЗ СОВЕтСНИХссцеьнльесиикРЕСПУБЛИН а 4 эи СТВУ нический инсти К.А. Валентино ельство СС 9/10, 198 ГосудАРстэенный номитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54)(57)СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОДАОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА СВАРИВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. У 1053991, о тл и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности ориентации, гаэпредварительно подогревают, после чего определяют точки, в которых температура газа максимальна, и по линии, соединяющей эти точки, производят дополнительную коррекцию положения электрода.11946Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, может быть использовано при дуговой сварке в среде защитных газов для автоматического направления сварочной голов ки по стыку и является усовершенствованием способа по авт.св. У 1053991.Цель изобретения - повышение точности ориентации электрода относительно стыка свариваемых изделий.ОНа фиг. 1 показано распределение температуры по зазору в плоскости, перпендикулярной стыку; на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации способа. 15устройство содержит сканирующий датчик 1 скорости газового потока (датчик избыточного давления), установленный перед сварочным электродом 2. К стыку свариваемой конструк ции 3 от источника 4 через редуцирующее устройство 5 и защитную камеру б подается защитный газ. Датчик 1 скорости газового потока связан с формирователем 7 управляющего сигнала. Вы ход формирователя 7 подключен к блоку 8 коррекции положения сварочного электрода. Устройство также содержит подогреватель 9 газа и датчик 10 температуры, также расположенный над 30 стыком перед электродом 2. Датчики 1 н 10 могут быть объединены в один датчик-терморезистор.Способ осуществляют следующим образом. 35Сканирукщие датчик 1 скорости газового потока (датчик избыточного давления - струйный элемент) и датчик 10 температуры устанавливают над стыком перед электродом 2. Электрод 2 40 вводят в стык свариваемых конструкций 3 и возбуждают электрическую дугу. Защитный газ (аргон) подают иэ источника 4 через редуцирующее устройство 5 и подогреватель 9 газа в 45 защитную камеру 6, После этого перемещают электрод вдоль стыка и сканируют датчики 1 и 10 в направлении, поперечном стыку. Стык свариваемой конструкции имеет зазор, из которо го под избыточным давлением выходит защитный газ. Максимум распределения скоростей и температур в щелевидной струе лежит на оси стыка.Сканируя датчики 1 и 10 и пере мешая электрод 2, осуществляют поиск струи датчиком 1 грубое ориентирование), в прямоугольных координатах 232определяют датчиком 10 распределение температур в газовой струе, выходящей из стыка (точное ориентирование).Сигнал, снимаемый с датчиков 1 и10 поле функционально-логических преобразований, осуществляемых формирователем 7 управляющего сигнала, вводят в блок 8 коррекции положения сварочного электрода, приводя последний в точку, координаты которой соответствуют максимуму профиля температур газа, выходящего из стыКа.Возможны два варианта использования сигналов датчика 1 скорости и датчика 1 О температуры. В первом варианте сигналы датчиков 1 и 10 независимы. Например, датчик 1 скорости (давления) - мембрана, а датчик 1 О температуры - термопара, установленные неподвижно друг относительно друга. Сигнал с мембраны не позволяет точно определить среднюю линию стыка при большом (или измеряющемся) зазоре в стыке, а сигнал термопары имеет относительно большую инерционность, что не дает воэможности увеличить частоту сканирования. При поиске стыка с большой скоростью перемещения используется датчик давления-скорости, после нахождения стыка скорость перемещения датчиков уменьшается (уменьшается частота сканирования) и средняя линия стыка определяется термопарой по максимуму температуры. Недостатком данной реализации способа является наличие двух разнотипных датчиков, а также то, что максимум температуры струи выражен нечетко.Во втором варианте датчик 1 скорости и датчик 10 температуры реализуются одним устройством - терморезистором, Сигналы скорости и темпе-ратуры в этом случае складываются, увеличивая чувствительность термореэистора.Таким образом, термореэистор работает в режиме термоанемометра (однако для повышения чувствительности к скорости газового потока термореэистор нужно охлаждать). Сканируя терморезистор поперек стыка, можно весьма точно определить границы горячей струи и холодного неподвижного воздуха и по ним найти точки максимумов скоростей и температур (они лежат посередине межлу границами). Увеличение скорости струи при ее неизменнойиг стуховКорректор И. Муска Составитель А. Техред А.Бойко М. на ПодписноеССР Зак митетаткрытийская на д. 4"Патент", г. ектная, 4 ул Фил 3 119 средней температуре приводит к большему изменению сигнала терморезистора при пересечении границы струи за счет более интенсивного теплообмена с чувствительным элементом. Оптимальная температура подогрева газа составляет 100-200 С и зависит от диапазона измерений и чувствительности термоцатчика. П р и м е р. Собрали две стальные пластины встык с зазором,5 мм, Уста;новили устройство для ориентации электрода на стык. В качестве датчика температуры-скорости испольэовали малогабаритный бусинковый полупроводниковый терморезистор типа КМТиз кобальт-марганцевых оксидных материалов с защитным покрытием, односторонними токоподводами и естественным охлаждением, диаметр бусинки 0,5 мм. Датчик располагали на расстоянии 5 мм от стальных пластин. В качестве 7357/17 Тир ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж,4623 4рабочего газа испольэовали нагретыйдо 100-200 С воздух. Датчик перемещали поперек стыка с постоянной скоростью 0,5 см/с, при этом получалиимпульс формы струи воздуха, близкой 5к прямоугольной. Неточность определения границ струи газа, а следовательно, линии максимумов температуры газаи ориентации электрода относительностыка составила 0,5 мм, поскольку диаметр бусинки датчика составлял0,5 мм. При этом сигнал датчика оказался практически нечувствительнымк небольшим колебаниям расхода газа.15При использовании струйного элементас входным отверстием диаметром 3 мми чувствительным элементом - мембраной по известному способу точностьориентации электрода составляла 2 мм.Таким образом, использование изобретения позволило повысить точностьориентации электрода относительно