Способ автоматического регулирования процесса стыковой сварки с индукционным нагревом

Союз СоветскнхСоцналнстнческнхРеспубкнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 733919(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТЪКОВОЙ СВАРКИ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ Изобретение относится к автомдтическомурегулированию процесса стыковой сварки с ин:дукционным нагревом и мсжет быть использовано в различных областях машиностроения,например, при стыковой сварке котельныхтруб индукционным нагревом.Термический цикл индукционного нагревапри стыковой сварке состоит из двух этапов:нагрева деталей до заданной поверхностнойтемпературы и ее стабилизации в течение опре.деленного времени, причем длительность первого этапа должна быть минимальна, так какзто способствует неименьшему окислению металла и, следовательно, повышению качествасварных соединений.15Известен способ автоматического регулиро.вания процесса стыковой сварки с индукционным нагревом, при котором определяют разность сигнала датчика температуры свариваемых деталей и порогового сигнала темпсрату 20ры деталей и измсняют мощность. подводимуюк индуктору т 1,Недостаток:чоро способа заключается втом, что он не обссттечивает большую скоростьнагрева, д это приводит к снижению качествасварных соединений и производительности процесса сварки.Цель изобретения - повышение качества сварных соединений и производительности процессасварки зд счет повышения скорости нагрева.Это достигается тем, что в предлагаемомспособе дополнительноопределяют разностьугнала температуры индуктора и пороговогосигнала температуры индукторд, выделяютминимальную из двух разностей и в зависимости от нее изменяют мощность. подводимуюк индуктору,73391 злем опорного уровня 8. Выходы узлов срав.нения 4, 7 через дискриминатор 9, узел согласования 10 и источник питания 11 связываютс индуктором.Способ осуществляется следующим образом.С помощью формирователей опорных уровней 5 и 8 непрерывно подают на узлы срав.нения 4 и 7 сигналы Яио и Яоо, пропорциональные температуре индуктора и детали соответственно. 10В момент времени то включают мощность Р,которая принимает свое максимальное .значе.ние Р 1, происходит нагрев деталсй и индуктора. Температуру индуктора Ти преобразуютс помощью датчика 3 в сигнал Яи, а температуру деталей - датчиком 6 в сигнал Я.До тех пор, пока Яи ( Яио и 8 ( Ясо сиг.налы 1 и и с на выходах узлов сравнения4 и 7 имеют максимальное значение 1. = и ,происходит нагрев с максимальной мощностью 20Р 1.В момент времени т., сигнал Яи приближается к пороговому уровню Яио, что соответствует достижению температурой индуктораТи порогового значения Тио, Сигнал на выходе узла сравнения 4 1.и =-Ки(8 и - Яио), гдеКи - коэффициент усиления узла 4, уменьша.ется до значения 1-иС помощью дискриминатора 9 выделяютминимальный из двух Поступающих сигналов 301 и и 1. В этот момент это 1.и. Следовательно,подводимая к индуктору мощность уменьша.ется до уровня Р 2, соответствующего стабили-зации температуры индуктора на уровне Тио.При этой мощности происходит дальнейшийнагрев деталей, но с меньшей скоростью, Вмомент т сигнал Яс приближается к пороговому уровню 8 что соответствует достижению температурой деталей порогового значения Тдо. Сигнал на выходе схемы сравнения 407 1 = К(8 ц - Яо), где Кд - коэффициентусиления узла 7 уменьшается до значения 1.С 1,В этом случае дискриминатор 9 выделяет сигнал 1., так как( и и подводимая мощ.ность уменьшается до величины РЗ, соответствующей стабилизации температуры деталей,За счет уменьшения подводимой мощноститемпература индуктора начинает падать,В дальнейшем до окончания цикла нагре.ва никаких качественных изменений режима ане происходит.Пунктиром на фиг. 2 показаны графикиработы способа - прототипа, Ввиду однократного изменения мощности в прототипе, еемаксимальное значение Р не может быть 9 4больше величины Рпри которой достигает ся предельная температура индуктора. Всегда имеется дополнительный запас по мощности ЬР (или температура ЬТ), гарантирующий сохранность индуктора при колебаниях большого числа факторов, связывающих температуру и мощность, таких как размеры, материал, качество изготовления индуктора, харак теристики деталей, режима нагрева, режима охлаждения элементов нагревательной установ. ки, внешние условия и т.д. Уменьшение значения максимальной подводимой мощности в прототипе приводит к увеличению длительности достижения заданной температуры, Во многих случаях это нежелательно. Так, при стыковой сварке с нагревом токами повыщенной частоты необходимо не только из соображений повышения производительности, но и для улучшения термохимических реакций в материале изделий, максимально сократить время разогрева.Предлагаемый способ позволяет сократить время разогрева изделий при тех же характеристиках индуктора и внешних условий эа счет дополнительного вклада энергии6 д.ьК= риац-ф)аов начале цикла нагрева, Это позволяет интенсифицировать процесс нагрева на существую. щем технологическом оборудовании и тем самым повысить качество изделий и произ. водительность процесса сварки,Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса стыковой сварки с индукционным нагревом, при котором определяют разность сигнала датчика температуры свариваемых деталейи порогового сигнала температуры деталей и изменяют мощность, подводимую к индуктору,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества сварного соединения засчет повышения скорости нагрева, дополнительно определяют разность сигнала датчикатемпературы индуктора и порогового сигналатемпературы индуктора, выделяют минимальную из двух разностей и в зависимости от нееизменяют мощность, подводимую к индуктору.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР К 570469,кл. В 23 К 13/00, 1975.