Установка электроконтактной наплавки

(5 ц 5 В 23 К 11/06 НИЯ СТВУ ОДЕ ВТОРСКО, Р 47 автомобилестр ительн видей бульский, В.И.З ,3 (088.8)видетельство ССС В 23 К.11/08, 1973.(72) Л.Ф.Гор А,М,Любченко (53) 621.791,76 (56)Авторское ЬЬ 484060, кл. 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ(54) УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОИ НАПЛАВКИ(57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к установкам электроконтактной наплавки, реализующим процесс образования металлопокрытия принудительным формированием нагретого до пластического состояния присадочного материала и поверхностного слоя металла детали. Цель изобретения - повышение качества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса. В установке смонтирована система автоматического управления, включающая линзовый 6 и световодный 7 оптические блоки, интегрирующую сферу 8 со спектральными фильтрами 9 и фотоприемниками 10, блок 11 обработки фотоэлектрических сигналов, содержащий делитель. ийтегратор, задатчик уровня и схему рассогласования. Световодный блок 7 оптически сопряженс интегрирующей сферой 8 и линзовым блоком 6. Последний размещен соосно с узлом 5 подвода присадочного материала и оптически связан с зоной наплавки. Интегрирующая сфера 8 через спектральные фильтры 9 и фотоприемники 10 электрически связана с блоком 11 обработки фотоэлектрических сигналов, а выход последнего электрически связан с блоком 12 управления источником импульсов тока, 1 ил,5 10 15 20 25 30 Изобретение относится к области сварочного производства, к установкам электроконтактной наплавки, реализующимпроцесс образования металлопокрытияпринудительным формированием нагретого до пластического состояния присадочного металла и поверхностного слоя металладетали,Цель изобретения - повышение качества наплавки за счет стабилизации тепловогорежима процесса.На чертеже представлена принципиальная схема установки.Установка включает в себя источник 1импульсов тока, подключенный к наплавочным роликам (головкам) 2 и формирующийимпульсы тока, обеспечивающие наплавкуна деталь 3 присадочного материала 4, узел5 подвода присадочного материала, соосно скоторым расположен линзовый блок 6, световодный блок 7, сопряженный с линзовымблоком 6 и интегрирующей сферой 8, спектральные фильтры 9 и фотоприемники 10,электрически связанные с блоком 11 обработки фотоэлектрических сигналов, который подает управляющие сигналы на блок12 управления источником импульсов тока.Основным принципом работы установки является автоматическое поддержаниетеплового режима материала (присадочногопроволочного) в зоне протекания электрического тока и формирования материала наповерхность изделия, В качестве информационного сигнала о процессе наплавки используется оптическое излучение нагретойзоны обработки, Так как уровень оптического излучения от нагретого тела являетсяфункцией его температуры и излучательнойспособности, уменьшение или исключениевлияния поверхностных характеристик наплавленного материала достигается давлением оптического излучения на двеспектральные составляющие с разной длиной волны, преобразуемые фотоприемниками в электрический сигнал. При делениидвух электрических сигналов, пропорциональных уровню излучательной способности, удается уменьшить, а в ряде случаевполностью исключить влияние излучательной способности, в этом случае выходнойсигнал делителя является функцией температуры,Из-за импульсного теплового характерапроцесса наплавки (нагрев присадочногоматериала осуществляется импульсами тока длительностью 0,02,0,06 со скоростью0,040,08) температура в зоне обработкипульсирует с частотой 25.50 Гц. Для сглаживания температурных показаний применяется интегратор 8, запоминающий максимальное значение температуры на время между импульсами тоа. Для управления источником электрических импульсов служит блок 11, в котором сравнивается текущее значение температуры (уровня сигнала) с задатчиком уровня опорного сигнала, соответствующего нормальному техпроцессу.В качестве элементной базы функциональным блоком используются разработанные и освоенные промышленностью узлы в интегральном исполнении (микросхемь серии К 284 УД 1, К 544 УД 2, К 521, ПС и др,). Существуют сеоийные устройства управления током питания на тиристорах ВРТ, ВРТи блоки интегрально-пропорциональных устройств с программным заданием текущего уровня сигнала и схемы рассогласования,Установка работает следующим образом,В начальный момент времени подвижный ролик 2 отжат до детали 3, ввиду низкой начальной температуры наплавляемой проволоки 4 силовой блок источника 1 импульсного напряжения выдает максимальное напряжение, Включение прижимного ролика 2 вызывает протекание максимального тока наплавки, в этот момент происходит разогрев зоны наплавки и детали, Оптическое излучение зоны наплавки принимается линзовым блоком 6, установленным соосно с узлом 5 подачи наплавляемой проволоки, падает на торец кварцевой световодной системы и передается в полость фотометрической сферы 8, где усредняется по ее поверхности, через спектральные фильтры 9 излучение из сферы попадает на фотоприемники,10, Напряжения, развиваемые на фотоприемниках, пропорциональные температуре области наплавки, подаются на блок 11 обработки фотоэлектрическихсигналов, включающий дслитель напряжения. В результате деления электрических сигналов на выходе блока обработки реализуется выходной сигнал, связанный с температурой выделенной зоны поверхности и подаваемый на блок 12 управления источником импульсов тока,П р и м е р. Осуществляют наплавку шеек под подшипники поворотного кулака автомобиля ЗИЛ, изготовленных из стали 40 Х диаметром 65 и 40 мм, длиной 70 и 25 мм соответственно. Наплавку обеих шеек осуществляют пружинной проволокой класса марки 80 диаметром 2 мм на режимах: соответственно длительность импульса 0,06 и 0,02, длительность паузы между импульсами 0,08 и 0,04 с, ток наплавки 8,2 и 5,0 кА, усилие на электродах 20 кгс, температура в1699740 лизировать высокое качество наплавки, устранить влияние неконтролируемых изменяющихся па рамет ров (тол щи на про вол о к и, колебание напряжения в сети и т.п.) на прочность соединения наплавляемого металла с основанием, В частности, при восстановлении поворотных кулаков ЗИЛна установке-прототипе при изменении напряжения в сети в зоне соединения наблюдались также дефекты, как непровары, отслоения. При восстановлении отмеченных кулаков на предлагаемой установк такие дефекты отсутствовали,Составитель В. Зотин Редактор И, Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Т. МалецЗаказ 4428 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 зоне наплавки, обеспечивающая качественное соединение наплавляемого металла с основной, 1100 С.Установка для наплавки включает базовой вращатель, узел подачи присадочной 5 проволоки, сварочный трансформатор типа ТК, прерыватель ПК, наплавочные головки УКНи сисгему автоматического управления процессом наплавки. Система автоматической регулировки процесса на плавки содержит две последовательно установленные стеклянные линзы диаметром 70 мм с фокусным расстоянием 100 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм для направляющей трубки присадочной 15 проволоки. Первая линза расположена на расстоянии 95 мм от зоны наплавки, а вторая - вплотную к первой. В фокусе второй линзы располагается один из зрачков свето- вода диаметром 3 мм длиной 7 мм, а второй 20 зрачок помещается в интегрирующую сферу диаметром 150 мм. В окна сферы через интерференционные светофильтры на А= 0,51 и 0,65 мкм(ЛА= 0,05 мкм) вводились приемники излучения ФЗУс областью спект ральной чувствительности 300900 нм. Система автоматического управления содержала стандартный блок пропорционально-интегрирующего типа. ВРТсо схемой задатчика номинального (опорного) сигна ла, соответствующего оптимальному протеканию процесса при температуре 1100 С (испол ьзо вались аналоговый перекл ючатель-делитель напряжения типа 525 ПС 1, операционный дифференциальный усили тель постоянного тока К 28 УД 1 А с емкостной цепью обратной связи и постоянной времениинтегрирования 10с).Проведение процесса наплавки на предлагаемой установке позволяет стаби Формула изобретения Установка электроконтактной наплавки, содержащая узел подвода присадочного материала, источник импульсов тока и систему автоматического регулирования процесса наплавки с блоком управления источником импульсов тока, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества наплавки за счет стабилизации теплового режима процесса, система автоматического регулирования процесса наплавки содержит линзовый и световодный оптические блоки, интегрирующую сферу со спектральными фильтрами и фотоприемниками и блок обработки фотоэлектрических сигналов, причем интегрирующая сфера связана с линзовым блоком посредством световодного блока, линзовый блок размещен соосно с узлом подвода присадочного материала и оптически связан с зоной обработки, интегрирующая сфера через спектральные фильтры и фотоприемники электрически связана с блоком обработки фотоэлектрических сигналов, а выход последнего электрически связан с блоком управления источником импульсов тока,