Устройство для автоматического управления процессом сварки

(23)П ио итет Гювударстввнный квмнтет СССР пп делам нзвбрвтеннй н отнрытнй(53) УД 1( 621791 .75.037 (088.8) Дата опубликования описания 05,06.80 Ю. Г. Грибков, В. А, Ерофеев, В, Н. Логвинов и А. Г. ПотапьевскийИзобретение относится к дуговой сварке ,плавящимся электродом, преимущественно ме ханизированной, устройствам автоматического ,управления процессом сварки,Известно устройство для автоматического5 управления процессом сварки, содержащее регулятор сварочного тока, блок задания мощности, датчик скорости подачи электрода; эле. мент сравнения 111.Однако в этом устройстве при сварке пла. вящимся электродом стабильное течение процесса начинается, как правило, после нескольких обрывов дуги, что приводит к снижению качества начальных участков сварных швов и потери производительности сварки, особенно заметной при наложении швов малой длины.Кроме того, нестабильность времени (непостоянный интеграл времени) установления процесса усложняет задачу введения автоматики в управление технологическим циклом дуговой сварки плавящимся электродом.Целью изобретения является повышение на. дежности работы путем сокращения длительноеФти установления процесса дутовой сварки. 2Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком коротких замыканий сварочной цепи, датчиком мощности, выделяющейся на конце электрода в момент коротких замыканий блоком контроля режима сварки с датчиком режима, датчиком обрыва дуги, а также первым и вторым автоматическими переключателями, линией задержки, элементом логического умножения и триггером. При этом первый переключатель соединен с блоком контроля режима сварки и датчиком скорости подачи электрода через блок задания мощности, сигнал с которого пропорционален объему металла, поступающего в зону горения дуги за единицу времени. Второй переключатель соединен с датчиком контроля режима сварки и датчиком мощности, а триггер выполнен с двумя входами, один из которых подключен к выходу датчика коротких замыканий сварочной цепи, а другой - к выходу элемента логи. ческого умножения, который подключен к вы. ходу датчика коротких замыканий и к выходу датчика обрыва дуги через линию задержки. Выход триггера соединен с управляющими3 73879 ""входайй- автоматических переключателей, вы ходы которых подключены к элементу сравнения, в свою очередь, подключенному к регу"лятору сварочного тока.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит универсальный регулятор 1 сварочного тока, блок 2 контроля режима сварки и блок 3 заФйия мо 1 цяосЖ; датчи,ки 4 скорости подачи электрода, датчики 5 режима сварки, датчик 6 обрывов дуги, датчик7 коротких замыканий и датчик 8 мощностивыделяющейся на конце электрода в моменткоротких замыканий сварочной цепи, выполненный в виде элемента 9 умножения сигналов 15датчиков сварочного тока 10 и напряжения 11,а также элемент 12 сравнения и цепь 13 согласования режима работы источника питания с ходом процесса сварки, содержащую первый автоматический переключатель 14, соединенный сблоком 2 контроля режима сварки и датчиком4 скорости подачи электрода через блок 3 конт" роля мощности, сигнал которого пропорционаленобъему электрода, поступающего в зону горениядуги за единицу времени, второй автоматический 5переключатель 15,соединенный с датчиками 5 и 8режима сварки и мощности, и триггер 16, одинвход которого подключен к инвертированномувыходу датчика 7 коротких замыканий, а другойвход - к выходу элемента 17 логического умно жения, подключенному к выходу датчика 7 коротких замыканий ичерез линию 18 задержкик выходу датчика 6 обрывов дуги, Выход триггера 16 соединен с. управляющими входамиавтоматических переключателей 14 и 15, которые 35своигщ выходами подключены к элементу 12сравнения, Выход элемента 12 сравнения соеди.нен с регулятором 1 тока. Устройство работает следующим образом, Предварительно блоком 2 контроля режима сварки и мощности устанавливают оптимальную величину мощности, выделяющейся на конце электрода в момент короткого замыкания сварочной цепи, и режим сварки, обеспечйвающии 45 требуемые параметры сварочного шва, После этого подают напряжение и включают подачу электрода к изделию. При касании электродом изделия на оба входа элемента 17 логического умножежя поступают сигналы, Первый выраба тывается линией 18 задержки с датчика 6 обры. вов дуги, поскольку до момента касания электродом изделия дуга не горела, а второй - датчиком 7 коротких замыканий, Как только оба ,сигнала поступят на входы элемента 17 логи.ческого умйожения, на его выходе появится сгинал, переключающий триггер 16 и автомати.ческие переключатели 14 и 15 на режим рабо.ты источника питания при установлении про 8 4цесса дуговой сварки. При этом переключатели 14 и 15 подключают блок 3 задания мощности и датчик 8 мощности к элементу 12сравнения, сигнал рассогласования которогопоступает на вход регулятора 1 тока, стабилизируя выделение тепловой мощности, приходящейся на единицу объема электрода, поступающего в зону горения дути за единицу времени при коротком замыкании сварочной цепи,Стабилизацию тепловой мощности осуществляют сравнением сигнала датчика 8 мощности,пропорционального величине электрической мощ.ности, выделяющейся на конце электрода, ссигналом блока 3 задания мощности. Величинаэтого сигнала определяется скоростью подачиэлектрода и постоянным коэффициентом, про.порциональным квадрату его диаметра.Оптимальную величину мощности поддерживают постоянной до тех пор, пока не образуется дуга после отторания части вылета электрода, разогретого током короткого замыкания,Информация о появлении дуги поступает с инвертированного выхода датчика 7 короткихзамыканий на вход триггера 16, который пе-.реключаясь, соединяет с помощью автоматических переключателей 14 и 15 блок 2 контролярежима сварки и датчик 5 режима сварки сэлементом 12 сравнения, переводя источник питания на работу при стабильном ходе сварочного процесса, При этом сигнал рассогласования элемента 12 сравнения обеспечивает наперед заданный режим сварки.В случае, если стабильный ход процессаидет с короткими замыканиями при переходекапли с электрода на изделие, то .сигнал с датчика 7 коротких замыканий поступает толькона один вход элемента 17 логического умножения, не переключая триггер 16 на режим работы источника питания при установлении процесса, Такое переключение окажется возможным,если одновременно с сигналом датчика 7 коротких замыканий на вход элемента 17 логического умножения поступит сигнал с линии 18задержки, то есть короткому замыканию сварочной цепи будет предшествовать обрыв дуги,Таким образом, стабилизация вводимой в электрод тепловой мощности будет осуществлятьсятолько после ббрывов дуги при установлениипроцесса сварки в течение времени короткогозамыкания сваро еэи- Ьепи,Предлагаемое устройство позволяет сократитдлительность установления процесса дуговойсварки замыканием электрода на изделие засчет более рационального выделения энергии навылете для каждой марки электрода, что улучшит качество начальных участков швов, а присварке непродолжительным включением сварочного тока - значительно повысит производи, 738798 раж 1160 1 НИИПИ Заказ 2994/2 е лиал ППП "Патент", г. Уж Проектная, 4 ул тельность труда. Кроме того, повышение надежности устайовления процесса существенно упрос.тит задачу управления циклом дуговой сварки,Так, при точечной электродуговой сварке ста.нет возможным получение высококачественныхсоединений при управлении процессом пожесткой программе, то есть оптимизируется процесс сварки. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом сварки, преимущественно при сварке плавящимся электродом, содержащее регуля тор сварочного тока, блок задания мощности, датчик скорости подачи электрода, элемент сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем сокращения длительности установления процесса дуговой сварки, оно снабжено датчиком ко- ротких замыканий сварочной цепи, датчиком мощности, выделяющейся на конце электрода в момент коротких замыканий, блоком конт-роля режима сварки с датчиком режима, датчиком обрыва дуги, а также первым и вторым автоматическим переключателями, линией задержки, элементом логического умножения и триг гером; при этом первый переключатель соединенс блоком контроля режима сварки и датчиком5 скорости подачи: электрода через блок заданиямощности, сигнал с которого пропорционаленобъему металла, поступающего в зону горениядути за единицу времени, второй переключательсоединен с датчиком режима сварки и датчйком1 О мощности, а триггер выполнен с двумя вхбдами,один из которых подключен к выходу датчйтсакоротких замыканий сварочной цепи, а другой -к выходу элемента логического умножения,который подключен к выходу датчика коротИ ких замыканий и к выходу датчика обрывадуги через линию задержки, а выход триггерасоединен с управляющими входами автоматических переключателей, выходы которых подклю-чены к элементу сравнения, в свою очередь, цод 20 ключенному своим входом к регулятору сварочного тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР У 538843,гЗ кл. В 23 К 9/1 О, 1973,