Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки

Союз СоаетскниСоцнапнстнческниРеспубики ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(6 Дополнительное к авт. свид-ву -2) Заявлено (2.04,77 (2 ) 2473299/25 соединением заявки Ю- -с нри асударстаеииьй юат СССРОпубликовано 25.04.79, БюллетеДата опубликования описа ния 26.0 ттЗаявитель РОЦЕССЛ 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИния,способтадае Изобретение относится к сварке и может быть использовано при высокочастотной сварка профилей, труб и металлических кабельных оболочек.3Известны способы автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки металлических труб и кабельных оболочек, основанные на использовании широкого спекь ра интегрального излучения из очага сварки в качестве управляющего сигнала для изменения мощности источника питания ( Ц;Однако эти способы не нашли широкого применения из-за наличия высокого уровня помех в принимаемом сигнале.Известен способ автоматического регулирования процесса высокочаФМотной сварь ки, при котором воздействуют йа мощность источника питания нагревательного устров ства в зависимости от интегрального поток(т излучения из нагретой зоны, фиксируемогв фотодатчиком, при этом ограничивают принимаемый сигнал определенным участком спектра Я.В известном способе с целью повышения чувствительности к возмущениям из очага нагрева воспринимаемое излучение огпаничивается по спектру со стороны длинноволнового участка.Однако этот способ имеет низкую помехсьустойчивость при наличии интенсивных помех в коротковолновом участке спектра (искры, дуга при пробоях в промежутке вблизи точки схождения кромок и т. и.).Для регулирования, например, процесса высокочастотной сварки труб и кабельных оболочек из алюминия и его сплавов этот способ не может быть применен, так как при сварке алюминиевых труб и кабель.ных оболочек происходит интенсивное горение окислов,и соответствующее этому процессу коротковолновое излучение не несет инс, ормацию о температуре свариваемых кромок.Из проведенного анализа процесса вы-сокочастотной сварки известно, что информацию о температуре несет инфракрасное излучение прн условии подавления коротковолновой составляющей в спектре интег рального потока излучения. Это повышаетпок;ехозащищенность системы регулнроваоднако понижается чувствитель ьость а к изменению температуры, так какт отношение приращения интенсивно657938 3сти инфракрасного излучения из зоны сварки к приращению температуры,Целью способа автоматического регулирования является повышение качества сварного соединения за счет повышения помехозашишенности системы регулирования от случайных возмущений и увеличение чувствительности к изменениям температуры в зоне нагрева.Это достигается тем, что принимаемый сигнал ограничивают инфракрасным участком спектра, а зону визирования фотодатчика - прямоугольной площадкой, ширину которой выбирают в соответствии с шириной зоны, с которой излучается 80 - 900/, энергии инфракрасного излучения, а длину ограничивают диапазоном колебаний положения точки схождения сваривае З мых кромок.Изменение температуры в зоне визирования приводит к изменению цс только интенсивности инфракрасного излучения, но и к перемещению точки схождеИ 5 кромок.Следователью, изменяегс 5 площадь разогретой зоны, с которой восгрИимастсц излучение, что сказывается на изменении величины управляющего сигнала. Таким образом, увеличивается чувствительность способа к отклонению темпср ггуры в зоне визи рования.На фиг.посазана прямоугольная площадка визирования нри минимальном удалении точки схождения кромок от ин- зр дуктора; на фиг. 2 - то же, при максимальном удалении точки схождения от индуктора; на фиг. 3 - то же, при среднем положении точки схождения; на фиг. 4 структурная схема системы автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб и кабельных оболочек, где 1 - зз прямоугольная площадка визирования, 2 .точка схождения кромок, 3 - - кромки, 4 - и ндуктор.Если точка схождения кромок 2 буде 1 находиться на минимальном удалении от40 индуктора 4 (см. фиг. ) в результате увеличения температуры выде номинальной, то чувствительность способа к этому измецецик возрастает вследствие, во-первых, роса интенсивности излучения с ростом температуры, во-вторых, увеличения плоцади, с ко- м торой воспринимается излучение. Данное положение подтверждается фиг. 2, иллюстрирующей максимальное удаление точки схождения от ицдуктора 4 в результате понижения тем пературы ниже номинальной. В этом случае уменьшается интенсивность излучения и площадь, с которой воспринимается излучение.На фиг. 3 показан случай, относящийся к номинальной температуре, которой соответ ствует оптимальный режим сварки, когда точка схождения кромок 2 находится в среднем положении. 4Регулирование процесса высокочастотной сварки производится с помощью системы автоматического регулирования (см. фиг. 4), содержащей фотодатчик 5 с задатчиком 6 эталонной величины температуры, преобразовательный блок 7 для обработки сигнала, схему управления 8 с высоковольтным выпрямителем 9 и ламповый генератор 10, регулирующий высокочастотное напряжение на индукторе 4.Работа системы автоматического регулирования производится следующим образом.Сигнал интегрального потока излучения подается в фотодатчик 5, снабженный диафрагмой, установленной перед фотоприемником фотодатчика и ограничивающей зону визирования площадкой 1 и светофильтром, подавляющим излучение из коротковолновой части спектра.Ширина о. площадки 1 соответствует ширине, с которой излучается не более 80 - 90/ энергии инфракрасного излучения, а ес длина Р ограничена диапазоном колебаний положения точки 2 схождения сваривасмых кромок.Сигнал интегрального потока инфракрасного излучения из зоны визирования 1 сравнивается в фотодатчике 5 с эталонной величиной задатчикд температуры 6. Сигнал рассогласования фотодатчика, преобразованный до стандартного значения в блоке 7, подается на схему управления 8 высоковольтного выпрямителя 9, который через анодные цепи дмповсго генератора О регулирует подводцмую к ицдуктору 4 мо 5 цность.При отклонении температуры в зоне визированияот эталонного значения измец 5 етс 5 положение тОчки схождения кромок 2 и интенсивность излучения, что приводит к Образованию сигнала рассогласовация, который цзменяег мощность источника питания индуктора 4, следовательно, и температуру в зоне визирования до эталонного значения, чтобы сигнал рассогласования на выходе 1 отоддтчика 5 стремился к нулю. При этом точка схождения кромок возвращается в среднее положение, соответствующее оптималыому режиму сварки, что приводит к восстановлению цлоцади разогретой зоны, которая необходима для получения качественного сварного соединения.Предлагаемый способ автоматического регулирования может быть использован при локальном нагреве, например при сварке труб и кабельных оболочек из алюминия и его сплавов.Использование предлагаемого способа автоматического регулирования обеспечивает увеличение помехозащищенности сисгемы регулирования от случайных возхщсций в зоне сварки, это значительно повышает надежность работы системы в целом.Возможность повышения стабилизации гсмцердтуры в зоне сварки, так как увелиСоставитель Техред О. Луго Тираж 1221 твенного комитет зобретений и о, г. Ужгород, а Корректор О. Била Подписное едактор Л. Народнаяаказ 19481 О ДНИИПИ Государспо делам н3035, Москва, Ж илиал ППП Патен а СССРткрытяйн аб., д. 45л. Проектная,чивается чувствительность способа к отклонению температуры от номинальной, позволяет значительно улучшить качество сварного соединения.По предварительным расчетам внедрение предлагаемого способа позволяет получить экономический эффект 200 тыс. руб, в год на одном стане высокочастотной сварки алюминиевых кабельных оболочек. Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором воздействуют на мощность источника нагревательного устройства в зависимости от интегрального потока излучения из нагретой зоны, фиксируемого фотодатчиком, при этом огранич;вают принимаемый сигнал определенным участком спектра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет повышения помехозацищенностп системы регулирования и увеличения ес чувствительности к изменению температуры в зоне нагрева, принимаемый сигнал ограничивают инфракрасным участком спектра, а зону визирования фотодатчика - прямоугольной площадкой, ширину которой выбирают в соответствии с шириной зоны, с которой излучается 80 - 90% энергии инфракрасного излучения, а длину ограничивают диапазоном колебаний положения точки схождения кромок.Источники информации, прпнятыс во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР200060, кл. В 23 К 1302, 1966.2. Авторское свидетельство СССР274292, кл. В 23 К 28100, 1968.