Способ автоматического управления режимом высокочастотной сварки

ОП ИСАИ ИЗО ВРЕТЕ 61) Дополнительное к авт. свид 51) М,22) Завалено 18,05.76(21с присоединением заявки23) ПриоритетОпубликовано 1509. 362228 В 2 З К 1 З 0 дарствеиный комнтетСССРдмаи нзобремнкйн открытий 3) УДК 621. 791 ,77(0888) 9. Бюллет описания ата опубликован 2) АЕтОРЫ изобретения А. Р. Казаков, Б. Я. Качанотрельников и В. В. Барановск В. Лу СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯРЕЖИМОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОИ СВАРКИ ран Изобретение относится к области высокочастотной сварки прямошовных труб и может быть использовано в машиностроительной и трубной отраслях промышленности.Известны способы регулирования режима сварки труб, в которых воздействуют на мощность источника питания в зависимости от одногоили нескольких сигналов, характеризующих режим сварки. В качестве сигнала используют какой-тО сигнал, характеризующий процесс сва ки. Этот сигнал сравнивают с зад ным и разность является управляю 15 щим сигналом 1.Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления режимом высокочастотной сварки, при котором воздейст вуют на мощность источника питания в зависимости от величины сигналов, пропорциональных толщине и ширине штрипса, а также скорости сварки 2).В таком способе регулируется дав ление в сварочном калибре. На вход регулятора подают и сравнивают два сигнала от датчиков давления и ширины штрипса. Разность сигналов, характеризующая отклонение текуще го значения давления от задаваемого, подается на исполнительный механизм, который перемещает сварочный валок и этим приводит давление в соответствие с текущей толщиной штрипса. Изменение толщины свариваемых кромок приводит к необходимости изменения степени нагрева, т. е, мощности источника питания, поэтому на регулятор мощности подают сигнал, пропорциональный разности между действительной степенью осадки и заданной. Заданная степень осадки характеризуется сигналами датчиков толщины и ширины штрип" са - действительная является функцией измеряемого диаметра сваренной трубы.Такой способ управлния приводит к недостаточной стабильности режима сварки и, следовательно, к изменению качества сварного соединения. Структура управления весьма громоздка и представляет собой комбинацию следящей системы по толщине штрипса и канала управления по мощности. При этом следует учитывать, что зависимость давления в функции от толщины стенки трубы не является однозначной685461 и зависит от многих параметровнастройки. Степень нагрева определяется косвенно через измерение расстояния между сварочнымивалками, которые определяюгдиаметр, и степень осадки,Целью изобретения является повышение точности управления, упрощение схемы управления и улучше"ние ее динамических свойств.Цель достигается тем, что Формируют эталонный сигнал уровня мощности, суммируют его с сигналом,пропорциональным ширине и толщинештрипса, полученный сигнал увеличивают .йропорционально сигналу скорости, а результирующий сигналиспользуют как задатчик уровня,мощности источника питания, приэтом все сигналы реализуют одновременно.Таким образом, изменение режима 2 Оосуществляется не на основе косвенныхоценок, получаемых как результатизмерения уже готового изделия, анепосредственно в процессе образования сварного соединения в соответствии с законом управления, получен"ных в результате обработки технологии. При этом одноконтурная система управления, обладая вы оким быстродействием, не требует изменения Зосуществующих сварочных устройств.Сущность способа заключается вследующем.Известно, что процесс высокочастотной сварки может быть реализованв весьма узком интервале изменениямощности источника питания даже приусловии строгого соблюдения постоян"ства всех параметров настройки,штрипса и скорости, Задача управления сводится к приведению режима в зону, ограниченную удовлетворительным качеством сварного соединения. Это может быть осуществлено,если известен закон изменения мощности (напряжения на индукторе) вфункции параметров штрипса и скорости сварки, соответствующий оптимальному качеству сварки. Такаязависимость определяется экспериментально по результатам техноло Огических испытаний.Управление может быть осуществ"лено, если уровень мощности определяется по Формуле где 1) - напряжение, соответствующее оптимальному качестачву;4 Иь,Ь,р) - Функция номинальной наст"ройки (эталонный сигнал)1 номинальные значение толщины н ширины штрипса;приращения;частные производные отФункции;вектор параметров настройки стана;скорость сварки. П р и м е р. На стане 20-76 завода Трубосталь была проведена экспериментальная работа по определению 1)для трубы 76 х 3,В качестве исследуемых Факторовпринимались:У - скорость сварки,Ь - ширина штрипса,толщина штрипса,расстояние между сварочныСЬми валками (величина, определяющая степень осадки),расстояние между регулировочными валками (величина,определяющая уго, схождениякромок),Все эксперименты строились (как Факторные) на трех уровнях изменения Факторов по комбинаторным планам типа планов Хартли. В каждом единичном опыте в качестве выходной величины принималось напряжение на индукторе, значения которого устанавливались от минимального (явный недогрев кромок) до максимального (перегрев). Всего в каждом опыте устанавливалось 5 уровней напряжения. Для каждого иэ них отбирались образцы труб, которые ,подвергались комплексньм испытаниям на качество сварного соединения. Были включены испытания кольцевых образцов, испытание на раздачу и сплющивание- термообрабатываемых образцов, металловедческий анализ. В результате для каждой из серий напряжений на индукторе в единичном опыте было установлено соответствие между наилучшим качеством напряжения. Эти значения напряжений ( 1)) были взяты как выорходные в матрице планирования и после соответствующей обработки получено регрессионное уравнение ар8298 + 546 ь+ 6,64 Е - 36,7 Ь + +5,387 + 129), (2)адекватно описывающее оптимальный режим в заданной области изменения Факторов,Из Формулы (2) получены В таблице приведены данные зависимости скорости и напряжения на выходе датчика скорости