Устройство для контроля параметров процесса контактной сварки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт 2) Заявлено 03.06,77 (21) 2493372/25-2 М. Кл.В 23 К рисоединением заявкиосударственный комитет СССР по делам изооретеннй и открытий.763.03 (088.8) публико ата опубликования опивания 09 03 7 72) Авторы иэобрете Я. Голубчик и рсатье Институт кибернетики АН Украинской СС(71) Заявител ТРОИСТВО Д ПРОЦЕССА 5 техническои сущляется устройство ряжения на участИзобретение относится к контактной сварке и может быть использовано при контроле параметров процесса контактной сварки.Известно устройство для измерения активного падения напряжения на сварочном контакте, в котором осуществляется дискретный отсчет значений активной составляющей падения напряжения в момент, когда реактивное падение напряжения равно нулю 1.В известном устройстве отсчитываются амплитудные значения, так как реактивное падение напряжения равно нулю при Й/сп = = О. Устройство может дать заметную ошибку, если не учесть, что вектор магнитной индукции у массивных токоведущих частей не совпадает по фазе с вектором тока, и если магнитное поле вторичного контура машины наводит вихревые токи в свариваемой детали с развитой поверхностью или в близлежащих металлических деталях. В итоге действительное активное падение напряжения должно складываться с активным падением напряжения, пропорциональным мощности потерь в деталях.Наиболее близким поности к изобретению явдля контроля падения нап КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРНТАКТНОЙ СВАРКИ ке электрод-электрод, которое содержит сварочные электроды, измерительнь 1 е щупы, усилитель 2. Для компенсации сигнала помехи, возникающей в проводах, расположенных вдоль токоведущих частей сварочной машины, пропорционального скорости 5 изменения магнитного потока сварочноготока и зачастую превышающего падение напряжения на участке электрод-электрод, используют компенсирующую, встречно включаемую небольшую катушку индуктивности, которая располагается внутри вторичного контура.В этом устройстве величина сигнала компенсации регулируется либо экспериментальным подбором числа витков катушки, либо изменением ее ориентации в контуре; для 5 сохранения функциональных соответствийсигналов помехи и компенсации необходимо располагать катушку вдали от магнитных деталей конструкции сварочной машины; этот метод устранения помех не эффективен при сварке деталей из магнитных материалов; по мере перемещения деталей внутрь контура количественные и функциональные соответствия между сигналами помехи н компенсации самопроизвольно нарушаются; при40 45 50 55 вводе во вторичный контур значительных масс металла изменяется коэффициент взаимной индукции.Цель изобретения - повышение точности контроля параметров процесса контактной сварки.Поставленная цель достигается тем, что усилитель выполнен дифференциальным с прямым и инверсным входами, при этом прямой вход дифференциального усилия подключен к одному из электродов, а инверсный вход дифференциального усилителя подключен к одному из измерительных щупов, другой же электрод и измерительный щуп подсоединены к обшей цепи дифференциального усилителя.На чертеже изображена блок-схема устройства для контроля параметров процесса контактной сварки, содержащая сварочные электроды 1 и 2, свариваемые детали 3 и 4, дифференциальный усилитель 5, изолирующие прокладки 6, 7, подпружиненные щупы 8 и 9, соединительные провода 10, 11, 12 и 13, которые попарно скручены биффилярно.В процессе сварки деталей 3 и 4 замыкаются электроды 1 и 2 и щупы 8 и 9. Последние жестко связаны с соответствующими электродами 1 и 2 через изолирующие про,кладки 6 и 7. Поэтому замыкание электродов 1 и 2 всегда автоматически вызывает замыкание щупов 8 и 9.На контурах, образованных соответственно электродом 1, деталями 3, 4, проводом 12, входным сопротивлением дифференциального усилителя 5, проводом 10 и щупом 8, деталями 3, 4, цупом 9, проводом 13, входным сопротивлением усилителя 5, проводом 11, наводится ЭДС индукции за счет изменяющегося во времени магнитного потока, пропорционального сварочному току.1 г =ФЕс 11 = -- Ф - , ) где- ток в контуре;г - сопротивление контура;г - сумма падений напряжений вдоль замкнутого контура электрической цепи;ФЕ д - линейный интеграл напряженности электрического поля вдоль замкнутого контура электрической цепи;сФО-ф - скорость изменения сцепляющегося с электрической цепью магнитного потока.Учитывая, что длина соединительных проводов 10, 11 и 12, 13 значительно больше размеров части контура, расположенного в области деталей 3 и 4, можно пренебречь толщиной прокладок 5, б. Тогда можно считать, что размеры указанных выше двух контуров одинаковы. Если еше принять во внимание, что за счет биффилярного скручивания соединительных проводов 10, 11 и 12, 13 магнитный поток ф, сцепляюшийся с обоими контурами, одинаков, то напряжение на прямом и инверсном входе усилителя,5 10 15 20 25 Зо полученное за счет ЭДС индукции, будет одинаково по величине к знаку.Усилитель 5 реагирует на это напряжение как на синфазную помеху. Коэффициент подавления синфазной помехи современных усилителей равен 80 в 1 дб.Падение напряжения на сварочном контакте, прикладываемое к входу усилителя, будет усиливаться с коэффициентом усиления К усилителем 5.Согласно Максвеллу, равенство (1) обобщается на случай контура, расположенного в любой среде. Поэтому предлагаемое устройство функционирует и при сварке магнитных материалов.Использование новых элементов - усилителя с дифференциальным входом, подпружиненных щупов, соединительных проводов, попарно скрученных биффилярно - выгодно отличает описываемое устройство для контроля параметров процесса контактной сварки, благодаря чему исключается компенсирующая катушка, число витков которой и ориентация ее в контуре подбираются экспериментально и которую необходимо располагать вдали от магнитных деталей конструкции сварочной машины. Не нарушается эффективное функционирование устройства при сварке деталей из магнитных материалов; не нарушаются по мере перемещения деталей внутрь контура количественные и функциональные соответствия между сигналами помехи и полезным сигналом; не изменяется при вводе во вторичный контур значительных масс металла коэффициент взаимной индукции. Формула изобретенияУстройство для контроля параметров процесса контактной сварки, содержащее сварочные электроды, измерительные щупы, усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля параметров процесса контактной сварки, усилитель выполнен дифференциальным с прямым и инверсным входами, при этом прямой вход дифференциального усилителя подключен к одному из электродов, а инверсный вход дифференциального усилителя подключен к одному из измерительных щупов, другой же электрод и измерительный щуп подсоединены к общей цепи дифференциального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патон Б. Е. и Лебедев В. К. Электрооборудование для контактной сварки. М., Машиностроение, 1969, с. 19 - 20. 2, Орлов Б. Д. и др, Контроль точечной и роликовой электросварки, М., Машиностроение, 1973, с. 173 в 1, 64 - 66.650754 Составитель В. КатинТехред О. Луговая Корректор М. Демчик Тираж 1221 Подписное Редактор С. ГоловенкоЗаказ 694/12 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изОбретений и открьпнй 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4