Способ контроля и управления процессом контактной сварки

(53) 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ Изобретение относится к обработке и сварке материалов иможет быть использовано для автоматического контроля и управления процессом контактной точечной и шовной сварки. Известен способ контроля и управленияпроцессом контактной сварки, при котором измеряют величину сварочного тока и падение напряжения между электродами, интегрируют произведение этих величин, характеризующее энергию, выделенную в сварочном контакте и сравнивают с заданным значением параметра, определяемым опытным путем,Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная необходимостью одновременного измерения двух параметров процесса - сварочного тока и(57) Изобретение относится к обработке и сварке материалов и может быть использо-вано для автоматического контроля и управления процессом контактной точечной, шовной и стыковой сварок сопротивлением. Способ, при котором определяют величины , сварочного тока и напряжения между электродами, интегрируют произведение этих величин. характеризующее энергию, выделяемую в сварочном контакте, и сравнивают с заданным значением параметра, определяемого опытным путем. При этом до сварки измеряют активное и индуктивное сопротивление сварочной машины, вторичное напряжение холостого хода, а во время сварки производят измерение одной из величин, определяющих мощность, и вычисляют значение другой. 1 ил. падения на ртакте.Целью изобретения является упроще ние способа контроля за счет уменьшения ф количества измеряемых параметров, 0 ьСпособ контроля и управления процес-сом контактной сварки заключается в определении величины сварочного тока и напряжения между электродами, интегрировании произведения этих величин, харак-, ъ теризующих энергию, выделяемую в сварочном контакте, сравнении с заданны- ф ми значениями параметра, определяемого опытным путем и отключения сварочного тока при достижении вычисленной величины заданного параметра, причем со сварки измеряют активное и индуктивное сопротивление сварочной машины, вторичное наПряжение холостого хода, а во время сваркипроизводят измерение одной из величин, определяющих мощность, выделяемую в контакте и вычисляют значение второй величины.На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа. Она содержит электроды машины для контактной сварки 1, вычислительное устройство 2, блок перемножения 3, интегратор 4, узел срзвнения 5, силовой ключ 6, сварочный трансформатор 7, свариваемые детали 8, 9, пусковую кнопку 10.Для действующего значения сварочного тока при контактной сварке известно следующее выражениеО 2 о 5 10 15( где О 2 о - напряжение холостого хода машины;Вм - полное активное сопротивление 20 машины;хм - индуктивное сопротивление машины;Вээ - сопротивление свзриваемых деталей между электродами. 25Падение напряжения между электродами в процессе сварки Оээ Озз 12 Вээ (2) Возведем (1) в квадрат и подставим Вэз из (2) в (1)В результате получим122 (Вм +х м )+2 Вм Оэз тв 2 (О 20 - О эз) вв 0 (3)Таким образом, получили квадратное уравнение относительно сварочного тока, оешение которого известно. Если в процес се сварки измерять напряжение Оээ, то по уравнению (3) можно рассчитать сварочный ток, а затем осуществить вычисление мощности, выделяемой в деталях и интегрирование мощности до заданного значения, 40 определяемого экспериментально.При коротком замыкании электродов беэ деталей уравнение (3) примет видЬ Е -О 2 о(4)Так как величина Озо майины иэвест нз, активное сопротивление машины Вм легко измерить, то при замере тока 2 расчетом определяется полное сопротивление машины Е я +вВи . Это повволвет, проивве. дя необходимую настройку устройства для 50 реализации способа, в,процессе сварки производить измерение только напряжения Оээ, а затем по уравнению (3) вычислять сварочный ток Ь,Работа схемы по реализации способа 55 осуществляется следующим образом. Процесс начинается нажатием кнопки "Пуск" 10, При этом происходит обнуление интегратора 4, На вход уэлз сравнения 5 с интегратора 4 поступает нулевой сигнал. На выходе узла сравнения 5 появляется сигнал, включающий силовой ключ 6, через который сетевое напряжение поступает на первичную обмотку силового трансформатора 7. Начинается процесс сварки деталей 8, 9. Напряжение на электродах 1 поступает на входы вычислительного устройства 2 и блока перемножения 3, На выходе блока 2 формируется сигнал, пропорциональный току сварки, который поступает на вход блока перемножения 3.На выходе блока перемножения 3. формируется сигнал, пропорциональный мгновенному значению мощности, выделяемой в деталях 8 и 9. Этот сигнал поступает на вход интегратора 4. На выходе интегратора 4 формируется сигнал, пропорциональный энергии, выделяемой в зоне сварки, При равенстве этого сигнала заданной величины Юээд, на выходе узла сравнения исчезает сигнал, включающий силовой ключ 6. Процесс сварки заканчивается.П р и м е р, Осуществлялась контактная точечная сварка листов из стали Ст 3, толщи- . ной 3+3 мм на сварочной машине МТПУ, Сварка велась на пятой ступени с напряжением холостого хода О 2 о = 3,2 В, Полное сопротивление машины на этой ступени определили из опыта короткого замыкания Е = 23510 Ом. Активное сопротивление машины Вм на вцбранной ступени определили с помощью прибора М 246 Вм 60 10 Ом. Затем осуществляли пробные сварки точек для определения уровня энергии, обеспечивающего диаметр ядра очки в соответствии с требованиями ГОСТ 15878-70 бз = 9 мм. В начале время сварки было установлено 1 секунда. На выходе интегратора 4 устройства определяли уровень сигнала; пропорциональный энергии, выделенной в зоне сварки. После сварки сварное соединение разрушали, определяя диаметр ядра. Затем корректировали время сварки для достижения требуемого сигнала, характеризующего нужный диаметр ядра. Этот уровень сигнала фиксировали и вводили в качестве задающего сигнала на входе в узле сравнения, После установления требуемого уровня энергии в узле сравнения 5 выполняли сварку десяти точек подряд. После замеров диаметров ядра точек было установлено, что максимальное отклонение от заданного д - 9 мм не превышает 1 мм, При сварке на том же режиме без регулирования процессе сварки максимальное отклонение диаметра ядра достигало 1,8 мм,Способ позволяет упростить контроль и управление процессом сварки путем умень1816604 Составитель В.Сидоровехред М.Моргентал Корректор Н,Ревска едак каз 1699 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 щения измеряемых параметров процесса, В то же время стабильность диаметра точки по- сравнению с обычным способом сварки безрегулирования энергии повышается в 2 раза,Формула изобретения Способ контроля и управления процессом контактной сварки, при котором определяют величины сварочного тока и напряжения между электродами, интегрируют произведение этих величин, характеризующее энергию, выделяемую в сварочном контакте, сравнивают с заданными значениями параметра, определяемого опытным путем, и отключают сварочный ток при достижении вычисленной величиной за данного параметра, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения, до сварки измеряют активное и индуктивное сопротивления сварочной машины, вторичное напряжение холостого хода, а во время 10 сварки производят измерение одной из величин, определяющих мощность, выделяемую в контакте и определяют значение второй величины,