Способ измерения полной длины сварочной дуги и устройство для его осуществления

О П И С А Н И Е (11)737149ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М. Кл.2 9 исоединением заявкиГосударствениын комитет СССР по делам иаобретений и открытий(71) Заявител СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛНОЙ ДЛИНЫ СВАРОЧНДУГИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для научных и технологических исследований сварочной дуги.Известен способ измерения скрытой 5составляющей длины дуги при сварке, заключающийся в том, что определение скрытой составляющей длины дуги осуществляется с помощью танталовых зондов,располагаемых в стыке по продольной оси 10шва,При сварке танталовая проволока, находящаяся выше уровня жидкого металла,оплавляется под действием сварочной дуги,Скрытая составляющая длины дуги определяется по шлифам измерением расстоянияот вершины отрезка оплавленной танталовой проволоки в шве до поверхности основного металла со стороны сварки. Этот способ измерения не может быть применен при 20сварке в любых пространственных положениях и при сварке любых металлов.Известен способ измерения скрытой составляющей длины дуги при сварке неплавящимся электродом, заключающийся в 25том, что при сварке любых металлов определяют длину дуги без проплавления металла, проводят при этом измерение осевогоперемещения неплавящегося электрода впроцессе расплавления металла. Этот спо соб имеет ограниченное применение и предназначен для измерения скрытой составляющей только при сварке пепл авящимся электродом.Все эти способы являются трудоемкими и не обеспечивают высокой точности определения полной длины дуги из-за того, что ошибки измерения внешней и скрытой составляющей длины дуги суммируются, или условия определения полной длины дуги не соответствуют реальным условиям при сварке.Известен способ измерения полной длины сварочной дуги, при котором с помощью перемещающегося зонда измеряют напряжение дуги и строят график его распределения.Способ осуществляют устройством, содержащим зонд, механизм перемещения зонда и блок регистрации электрических сигналов, соединенный с зондом.Однако способ не дает возможность получить точный замер полной длины дуги.Целью изобретения является повышение точности измерения полной длины сварочной дуги.Для этого замеряют перемещение зонда синхронно с измерением напряжения дуги и строят график линейного перемещения зонда, при этом длину дуги определяют по45 50 55 Ео 65 3участку кривой перемещения зонда, ограниченному точками, соответствующими приэлектродным падениям напряжения на графике распределения напряжения дуги, а в устройство для осуществления способа введены электрически соединенные между собой датчик линейного перемещения, блок регистрации перемещения и дополнительныйй источнпк питания, при этом датчик линейного перемещения механически соединен с зондом.На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения полной длины дуги; на фиг. 2 - графическое выражение способа замера полной длины дуги, где Уз=1"представляет зависимость распределения потенциала в дуге, снимаемого зондом во времени 1; 1/У - падения напряжения в приэлектродных областях дуги; У, - падение напряжения в столбе дуги; У, в паден напряжения на вылете электрода; 1=(1) - зависимость пути перемещения зонда во времени 1; 1 - полная длина дуги.Точка А кривой распределения напряжения дуги соответствует моменту выхода зонда 1 из приэлектродной области на изделии; точка Б соответствует моменту касания зондом приэлектродной области на электроде; точка В кривой пути перемещения зонда соответствует моменту входа зонда из приэлектродной области в дугу; точка Г соответствует моменту касания зондом приэлектродной области на электроде.На полученной от регистратора электрических сигналов картине определяют точки А и Б кривой распределения напряжения в дуге, затем продолжают участки кривой, соответствующие приэлектродным падениям напряжений до пересечения с кривой пути перемещения, точки пересечения В и Г определяют полную длину дуги, которую замеряют как разность ординат этих точек.Устройство для реализации предложенного способа содержит зонд 1, помещенный в кварцевую трубку и установленный в зондодержателе 2, механизм перемещения зонда, состояц 1 ий из приводной пластинчатой пружины 3, пусковое устройство, состоящее из электромагнита 4, соединенного тягой 5 с предохранительной чекой 6, командного кулачка 7 и выключателя 8 для включения электромагнита 4, командный кулачок 9 выключателя 10 для включения блока регистрации электрических сигналов, состоящего из вибратора 11 для записи тока процесса сварки У, вибратора 12 для записи напряжения дуги Уд, вибратора 13 для записи распределения напряжения в дуге У сопротивлений 14 и 15, вибратора 16 для записи перемещения зонда и сопротивления 17, датчика 18, закрепленного на основании 19, соединенного тягой 20 с зондодержателем 2 и подключенного к дополнительному источнику стабилизированного постоянного тока 21. Механизм перемещения зонда 5 10 15 20 25 30 35 40 4и пусковое устройство закреплены на основании 19, на котором установлен образец 22, Электрод 23 подключен к сварочному источнику питания 24,Работа устройства осуществляется следующим образом. На некотором расстоянии от отверстия, в котором установлен зонд 1, возбуждается сварочная дуга между электродом 23 и образцом 22 от сварочного источника питания 24. При перемещении образца 22 командные кулачки 7 и 9 наезжают на выключатели 8 и 10. Командные кулачки 7, 9 опытным путем установлены так, что при подходе дуги к оси зонда от кулачка 9 срабатывает выключатель 10, который включает устройство для регистрации электрических сигналов. Затем при совмещении осей электрода 23 и зоцда 1 срабатывает выключатель 8, который включает электромагнит 4. -1 ерез тягу 5 электромагнит вырывает предохранительную чеку 6 и пружина 3 перемещает зонд 1. Так как дуга находится над зондом 1, то над ним образуется прослойка жидкого металла, на поверхности которого находится приэлектродная область дуги. Перемещаясь, зонд 1 через тягу 20 воздействует на датчик 18, электрический сигнал которого, пропорциональный перемещению зонда 1, подают на вибратор через сопротивление 17,При этом вибратор 16 записывает кривую перемещения зонда 1 во времени, Зонд 1, подходя к приэлектродной области дуги на образце 22, начинает снимать распределение напряжения в дуге. Электрический сигнал от зонда 1, через сопротивление 15 подают на вибратор 13, с помощью которого записывают кривую распределения напряжения в дуге. Регистрирующее устройство записывает и совмещает синхронно кривые перемещения зонда и распределения напряжения дуги. Формула изобретения 1. Способ измерения полной длины сварочной дуги, при котором с помощью перемещающегося зонда измеряют напряжение дуги и строят график его распределения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения полной длины дуги, замеряют перемещение зонда синхронно с измерением напряжения дуги и строят график линейного перемещения зонда, при этом длину дуги определяют по участку кривой перемещения зонда, ограниченному точками, соответствующими приэлектродным падениям напряжения на графике распределения напряжения дуги.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее зонд, механизм перемещения зонда и блок регистрации электрических сигналов, соединенный с зондом, о тличающееся тем, что в устройство737149 источник питания, при этом датчик линейного перемещения механически соединен сзондом. юг 1 Составитель Л. Глаголева Редактор Г. Улыбина Техред А. Камышникова Корректор О. Иоане. Сапунова, 2 введены электрически соединенные между собой датчик линейного перемещения, блок регистрации перемещения и дополнительный Тираж 1160 Р по делам изобшская наб д. 4/5