Способ контроля длины сварочной дуги

Сов Советсннк Соцналнстнческна 1 весоублнк(51)М. Кл. В 23 К 9/10 с присоединением заявки 1(о Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Уфимский авиационный институт им, Орджоникидзе(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЛИНЫ СВАРОЧНОЙ ДУГИ 1Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении ответственных сварных конструкций, в процессе сварки которых необходимо точно поддерживать заданное расстояние между электродом и поверхностью свариваемого материала.В современном производстве для контроля длины дуги используют срав нение падения напряжения на дуговом промежутке с эталлонным (заданным) напряжением. Разность этих напряжений характеризует отклонение длины дуги от заданной величины (1). 15Недостаток этого способа заключается в том, что измерение длины дуги осуществляется между электродом и поверхностью сварочной ванны (расплавленным металлом). Это приводит 20 в процессе сварки к усилению колебаний уровня сварочной ванны, вызванных различными причинами (изменением тока, зазора стыка и др.).Так, при опускании уровня свароч ной ванны увеличивается. расстояние между концом электрода и поверхностью сварочной ванны, при этом регулятор, стабилизируя длину дуги, подает электрод в сварочную ванну, что вызывает 30 дальнейшее опускание уровня сварочной ванны и, в конечном итоге, может при" вести к прожогам.Известен способ контролирования длины сварочной дуги, при котором падение напряжения на дуге сравнивают с эталонным (2).Известный способ не позволяет точно поддерживать расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемого материала, так как напряжение дуги, которое сравнивают с опорным напряжением, пропорционально расстоянию от конца электрода до поверхности расплавленного металла (сварочной ванны) .Целью изобретения является устранение влияния колебания уровня сварочной ванны на точность процесса измерения длины дуги.Цель достигается тем, что на сварочную дугу накладывают высокочастотное синусоидальное напряжение, а величину длины дуги определяют по паде" нию высокочастотного напряжения на участке от конца электрода до поверхности свариваемого изделия, контактирующей со сварочной ванной.На чертеже показана сущность способа. Здесь даны: иэделие 1 со свароч.121 О 33 14 2 Ной Ванной 2 расеелавленееый мсталл)сварочный электрод 3 и .сварочная дуга4 с областями максимального протекания ВысОкочастотееых 5 ГОКОВ и ееиэкочастотного б или постоянного) тока.При наложении на сварочную дугу 4тока высокой частоты он потечет поповерхности дуги области 5, основание1 оторой лежит за пределами сварочнойванны 2. Следовательно, по падениювысокочастотного напряжения 4 можносудить о расстоянии от конца электрода 3 до поверхности свариваемого иэ -делия 1,Пример осуществления способа,Проводились измерения точностиконтролирования расстояния от концаэлектрода до поверхности овариваемогоИзделия и влияния колебания уровнясварочной ванны на точность измеренияпредлагаемым и известным способом.Для имитации колебания уровня сварочной ванны применяли чередованиесварки без подкладки и на охлаждаемой подкладке на одних и тех же режимах сварки. Так, при сварке на весу(без подкладки) обратная сторона шваформируется свободно, что вызывает. опускание сварочной ванны, а при переходе на охлаждаемую подкладкууровень сварочной ванны поднимается,так как охлаждаемая подкладка принудительно формирует обратную сторонушВа, т.е. препятствует растеканиюрасплавленного металла, а значит ипровисанию сварочной ванны. При сварке на весу (беэ подкладки) уровеньсзарочной Ванны опускается, поэтомурасстояние от конца электрода до поВЕрхности сварочной Ванны будет больше, чем расстояние От конца электрода до поверхности свариваемого изде"лия. При переходе на Охлаждаемуюподкладку уровень сварочной ванны поднимается и расстояние от конца электрода до поверхности сварочной ванныстановится равным расстоянию от конца электрода до поверхности свариваемого изделия.Эксперимент проводили при аргонодуговой сварке неплавящимся вольфрамовым электродом листовых заготовок длиной 250 мм на универсальнойустановке УСГ. Свариваемый материал Х 18 НЭТ толщиной 0,2 мм, скоростьсварки б 0 м/час, Применяли чередовае 5 ние спОСобОВ сварКИ на Одном и том жеОбразце без подкладки и на медленнойводоохлаждаемой подкладке черезкаждые 50 мм по длине заготовки.Результаты измерений приведены В Щ таблице, Бак ВиднО ИЗ таблицы, В Предлагаемом способе контролирования длины дуги колебание уровня сварочной:Ванйы практически не оказывает вли"яния на результат измерения, при этомточность измерения повышается по сравнению с известным способом бслее чемв 5 раэ, Диапазон накладываемой насварочную дугу частоты выбран из характера протекания высокочастотных 30токов в сварочной дуге и максимального Высокочастотного градиента потенциала столба дуги, Величина высскочастотной мощности, вводимой Всварочную дугу, выбрана с учетом достаточной точности измерения и минимального влияния на технологическийрежим сварки еток и напряжение дуги,ширина и глубина сварного шва и т,д.) .0,03 2,9 0,02 1,96 0,02 1,96 1,03 1,02 1,02 На под- кладке 13 17,2 1,1 50 0,17 9,0 2,8 2,00 0 0 0 0 0 0 250 0,17 13,3 4,2 200 500 0,17 5,4 1,7 2,00 0,06 2,90,04 1,95 На весу 12,9 17,5 1,1 50 0,17 9,17 2,8 2,06 250 0,17 13,47 4,2 2,04 500 0,17 5,45 1,7 2,03 0,03 1,5 Фсрмула изобретения ЦНИИПИ Заказ 4136/7Тираж 1160 Подписное филиал ППП Патент,г,Ужгород,ул.Проектная 1. Способ контроля длины сварочной дуги, при котором падение напряжения на дуге сравнивают с эталонным,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения влияния колебания 4 О уровня сварочной ванны на точность измерения длины дуги, на сварочную дугу накладывают высокочастотное синусоидальное напряжение, а величину длины45 дуги определяют по падению высокочастотного напряжения на УЧастке отконца электрода до поверхности свариваемого изделия, контактирующейсо сварочной ванной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СОА Р 3262006,кл. 314-6 3.2. Авторское свидетельство СССРР. 382488 кл, В 23 К 9/10.