Устройство для управления процессом точечной контактной сварки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 12.10,76(21) 2412665/25-27с присоединением заявки Союз Советских Социалистических республик(и) 597528 1) М, Кл. 1 1/24 осудерственнын комитетСовета Министров СССРоо делам изоорстеннйн открытий 23) Приорите43) Опу бликовано 15. а опубликова фе 1. Ерофеев Тульский политехническтпт инсти) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГОЧЕ КОНТАКТНОЙ СВАРКИдом бблоком Изобретение относится к области контвктетй электросварки и может быть использоввно при проектировании машин дляточечной и шовной сварки,Известны устройства для управленияпроцессом точечной контактной сварки, содержащие узлы измерения электрическихпврвметров сварочного процесса, блоки выделения сигнала рассогласования, узелформирования сигнала управления, соединенный с блоком управления величинойсвврочного тока 1).Известные устройствв не обеспечиваютнеобходимой стабильности свойств точеч"носварных соединений при воздействии нвтехнологический процесс возмущения высокой интенсивности,Известны также устройства, содержвщие зонды, соприквсвюшиеся с поверхностьюдеталей со стороны электродов сварочноймвшииы, датчики нвпряжений между электродами и между зондами, двтчик свврочного тока, блок умножения, входы которого подключены к датчикам тока и напряжения между зондами, интегратор, первый вход которого соединен с выхо локвумножейия, в выход связан с уп"рввления Г 2Нвпряжение, измеряемое зондвми, дейЬ ствует непосредственно в зоне формироввниялитого ядра, Нв выходе блока умноженияформируется сигнвл, пропорциональныймощности в на выходе интегратореформируется сигнал, пропортйонвльныйО энергии, введенных в зону формироввниялитого ядра. При увеличении сигнала нввыходе интегратора до заданного уровнясрабатывает релейный элемент, выключающий сварочный ток. Тепловая энергия,5 вводимая в зону формирования литого ядрв при использовании этого устройствв,постоянна, в воздействие возмущений компенсируется изменением длительностивключения сварочного токв,О Недостатком этого устройства является невысокая стабильность свойств, т. е, .невысокое качество точечносвврных соединений при использовании его в случае загрязнения поверхности электродов и детвлей, изменения геометрии электродов в, процессе эсплуатации, нестабильности усилия сжатия электродов машины. Невь ".окая стаби:ьность свойств соединений объясняется тем, что энергия, вводимая в зону формирования литого ядра, частично отводится в электроды машины, Количество отведенной энергии зависит как от длительности сварки, так и от состояния контактов между электродами и деталями, Длительность сварки при использовании из вестного устройства нестабильна и изменяется под действием возмущений. Состояние контактов между электродами машины и деталями также изменяется под действием возмущений, изменяющих электропровод 1 Ь ность и теплопроводность этих контактов. Вследствие этого при воздействии возмущений изменяется количество тепла, Втво димго из зоны формирования литого ядраза время сварки, Так как количество 20 энергии, вводимой в эту зону, поддержим. ется постоянным, теплосодержание зоны формирования литого ядра в момент выключения сварочного тока оказывается нестабильным, что приводит к нестабильно- ЯЬсти структуры и размеров литого ядра,т. е. к невысокому качеству точечносварных соединений,Целью изобретения является повышениекачества сварных соединений путем устра 30 кения влияния нестабильности состояния контактов между электродами и деталями на теплосодержание зоны формиромния ли тоо ядра в момент выключения смрочного тока, ЗбПоставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок вычитания, входы которого подключены к соответствующим датчикам напряжений между элект.родами машины и между зоцдами, и блок 40деления, один из входов которого подключен к датчику сварочного тока, а другой .вход - к выходу блока вычитания, приэтом интегратор выполнен с управляемымкоэффициентом передачи по входу, соединенному одновременно с выходом интегратора и выходом блока деления.На чертеже изображена функциональнаясхема устройства для управления процессом точечной контактной сварки,Устройство для управления процессомточечной контактной сварки содержит датчик 1 для измерения напряжения междуэлектродами 2 сварочной машины 3, датчик 4 для измерения напряжения междузондами 5, соприкасающимися с поверхностью сваримемых деталей 6, а такжедатчик 7 для измерения сварочного тока,Датчики 1, 4 подключены к входам блока8 вычитания, Датчик 7 и блок 8 вычита 30 ния оединены с входами блока 9 умножения и блока 10 деления, выходы которыхприсоединены к входам интегратора 1 1,К выходу интегратора 1 1 присоединен релейный элемент 12 с управляемым порогом срабтымния, связанный с выключателем сварочного тока,В процессе сварки на выходе чока 8вычитания формируется сигнал, равный падению напряжения в зонах контактов"электрод-детадь", на выходе блока 9 умножения формируется сигнал, пропорциональный мощности, рассеиваемой в зоне формирования литого ядра, а на выходе блока 10 деления формируется сигнал, пропорциональный суммарной электропроводности приконтактных зон, На первый вход интегратора 11 поступает сигнал мощности С выхода блока 9 умножения, а на второй вход интегратора 1 1 поступает сигнал с выхода этого интегратора 11. Под воздействием этих сигналов на выходе интегратора 11 формируется сигнал, пропорциональный теплосодержанию зоны формирования литого ядра, так как температура и теплосодержание пропорциональны, а коэффициент переда .и интегратора 1 1, соединенный с его выходом, отображает термическое сопротивление контактов;между электродами 2 и деталями 6, через которые в процессе сварки охлаждается зона формирования литого ядра, Одновременнона управляющий коэффициентом передачи вход интегратора 11 поступает сигнал с выхода блока 10 деления, обеспечивая соответствие коэффициента пеоедачи по второму входу интегратора 11 действительному состоянию контактов "электрод-деталь". При увеличении сигнала на выходе интег" ратора 1 1 до заданного значения, соответствующего необходимому для обеспечения требуемых размеров литой зоны теплосодержанию зоны формирования литого ядра, срабатывает релейный элемент 12, включающий сварочный ток.При случайном увеличении теплопроводности и сьлзанной с ней электропроводности,контактов "электрод-деталь", например, при увеличении скрости сжатия электродов 2 иди увеличении плошади соприкосновения электродов 2 с деталями 6, сигнал на выходе блока 10 деления увеличивается и увеличивается коэффициент передачи интегратора 11 по второму входу, присоединенного к выходу интегратора 1 1. Это приводит к уменьшению скорости нарастаниясигнала на выходе интегратора 11, что отражаетзамедление увеличения теплосодержания и температуры зоны формирования литого ядра при увеличении охлаждающ 1.х тепловыхФ597526 каз 2249/10 Тираж 1263 Подписное И ПИ ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фил потоков, Уменьшение скорости нврвстаниясигнала на выходе интегратора 11 при постоянном пороге срабатывания релейногоэлемента 12 лрнводит к увеличению длительности протекания сварочного тока, чтокомпенсирует увельчение теплоотвода,обеспечивая стабильность теплосодержанияэоны формирования литого ядра в моментвыключения тока, т, е, стабильность размеров литой зоны и высокое качество соединения.Устройство обеспечивает высокую стабильность свойств точечносварных соединений; выпблненных контактной сваркой, при воздействии нв процесс технологических воэмушений высокой интенсивности, Это позволяет значительно снизить требования к качеству подготовительных операций - зачистке поверхности иэделий перед сваркой, травлению и т. д., увеличить допустимые загрязнение и износ электродов до их переточки, снизить требования к стабильности усилия сжатия электродов машины, а также снизить требования к контролю технологического процесса. Указанные преимушества позволяют снизить стоимость сварки и повысить качество соединений. формула изобретения Устройство для управления процессомточечной контактной сварки, содержашее зонды, соприкасающиеся с поверхностьюдеталей со стороны электродов сварочноймацкины, датчики напряжений между электродами и между зондами, датчик сварочного тока, блок умножения, входы которогоподключены к датчикам тока и напряжениямежду зондами, интегратор, первый входкоторого соединен с выходом блока умножения, в выход связан с блоком упрввле ния сварочным током, о т л и ч в ю ш е ес я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранениявлияния нестабильности состояния контактов между электродами и деталями,в уст ройство введены блок вычитания, входыкоторого подключены к соответствующимдатчикам напряжений между электродамимашины и между зондами и блок деления, один из входов которого подключен к 20 датчику сварочного тока, ; в другой входк выходу блока вычитания, при этом интегратор выполнен с управляемым коэффициентом передачи по входу, соединенномуодновременно с выходом интегратора и ви ходом блока деления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Орлов Б. й. и др. Контроль точечной и роликовой электросварки, М., "Машиностроение", 1973, с, 226-191,2. Патент США М 3335258, кл. 219- 110, 1967.