Способ ориентации электрода относительно свариемого стыка

(22) влено 20.08,7 21) 2054207 2 ением заявкисо ритет рственный комитет Министров СССР.02,7 ковано нублик лам изобретвнийи открытий(54) СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ЭЛЕКТРОД ОТНОСИТЕЛЬНО СВАРИВАЕМОГО СТЫК канирующих паралового поля зоны рических размеров 3 Изооретение относится к области контроля и регулирования процессов электрической дуговой сварки и может быть использовано в системах автоматического управления.Известны способы автоматической ориента ции электрода относительно свариваемого стыка, реализуемые при помощи систем, в которых для контроля положения свариваемого стыка используются пневматические, ионизационные, фотоэлектрические и электромагнит ные датчики и средства телевизионной техники.Все известные способы, осуществляющие контроль положения стыка, применимы в основном при сварке открытой дугой и в случае 15 сварки под флюсом системы автоматической ориентации электрода должны иметь устройства, запоминающие координаты стыка, что усложняет такие системы. В ряде случаев возмущающее воздействие на работу систем ока зывает превышение кромок стыка, интенсивность светового излучения дуги, обработка поверхности и материал свариваемых деталей и т. п., что ограничивает возможность применения известных способов ориентирования элек трода, требует дополнительных средств для его осуществления.Известно использование сметров для определения тепсварки и выявления геомет 0 шва, состоящее в определении локальных температурных полей поверхности, заранее нагретой наплавленным металлом 11.Такой способ не позволяет определить координаты сварпваемого стыка в процессе сваркипри первом проходе.Ближайшим прототипом предложенного способа является способ автоматического направления сварочной головки по стыку по заданной программе с учетом коррекции положенияэлектрода относительно стыка, состоящий втом, что сигнал на коррекцию положения сварочной головки получают путем измерениярезкости температур свариваемых кромок 21.Этот способ не обеспечивает автоматического направления сварочной головки по стыкупри сварке изделий с нечетко выраженнымисвариваемыми кромками, например при сварке внахлест двух листов или двух цилиндрических тел.С целью получения управляющего воздействия, являющегося результатом измерения температурного поля зоны сварки, сварочныйэлектрод в процессе сварки перемещают вдольстыка по точкам, соответствующим минимумутемпературного поля,Предлагаемый способ позволяет автоматически ориентировать электрод относительносвариваемого стыка любой конфигурации с нечетко выраженными свариваемыми кромками,как при сварке открытой дугой, так и при сварке под флюсом.На чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ, где: 1 - сканирующий пирометр, 2 - электрод, 3 - сварпваемые конструкции, 4 - электрическая дуга, 5 - функционально-логический преобразователь, 6 - система коррекции положения электрода.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Сканирующий пирометр 1, работающий, например, в инфракрасной области спектра, устанавливают перед электродом 2 в одной плоскости с последним, Электрод 2 вводят в стык свариваемых конструкций 3 и возбуждают электрическую дугу 4.После этого перемещают электрод вдоль стыка и сканируют пирометр в направлении, поперечном стыку.Электрическая дуга нагревает свариваемые конструкции, вызывая образование вдоль стыка температурных полей, выходящих за пределы дугового разряда.Свариваемый стык представляет собой зазор между свариваемыми конструкциями, теплопроводность которого ниже теплопроводности последних. Действительно, если высокая тепло проводность свар ива емых металлических конструкций осуществляется в основном за счет переноса энергии свободными электронами, а также кристаллической решеткой, то стык, заполненный либо газом, в случае сварки открытой дугой, либо флюсом, представляющим собой аморфное тело, обладает значительно большим термическим сопротивлением, вследствие чего свариваемый стык мо 4жет быть рассмотрен как плоская однослой ная стенка, разделяющая две среды, нагретые электрической дугой, Поскольку коэффициенты теплоотдачи от одпой среды к стенке и от 5 стенки к другой среде для сварпвасмого стыка представляют собой одни и те же величины, минимум температурного поля собственно стыка лежит на оси последнего.Сканируя пирометр 1 и перемещая электрод 10 2, построчно в прямоугольных координатахопределяют распределение температурных полей в сварпваемых конструкциях и в стыке между ними, Сигнал, снимаемый с пирометра, после функционально-логических преобразова ний (5) вводят в систему коррекции положения электрода 6, приводя последний в точку, координаты которой соответствуют минимальной температуре стыка.Формула изобретенияСпособ ориентации электрода относительносвариваемого стыка путем определения температурного поля зоны сварки и преобразованиявеличины последнего в электрический сигнал,25 согласно которому перемещают электрод постыку, отл и ч а ющи йс я тем, что, с цельюобеспечения возможности сварки изделий снечетко выраженными свариваемыми кромками, сварочный электрод в процессе сварки пе 30 ремещают вдоль стыка по точкам, соответствующим минимуму температурного поля.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3370151, кл, 219 в 131,35 1967,2, Авт. св,435079, кл. В 29 к 9/1 О, 1972.11 одиннсч Зак нгографпя, пр. Сапунова, 2 8/15 Изд.262 Ц 1.1 ИИПИ Государсгвенного по делам изо 13035, Москва, гКТпрагк 1229омнега Сонста Министров СССстсиий и открытий3 г, Раушская най., д. 1/3 г