Датчик для контроля глубины проплавления при сварке стыков труб

(54) ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИ ПРИ СВАРКЕ СТЫКОВ ТРУБ ение относится и к датчикам д роплавления при спользовано в ого регулирова к сварке труб ля контроля сварке, и мосистемах авния сварочных з т в частнос глубины и жет быть томатичес процессов т ддя контроля гдуодержащие фотоэл рого ориентврованительио сварочной по технической сушму является датчик проплавлевия стыкорпус, внутри кс фотоэлемент.следящей гол мешена внутри ов 2 .естного датчика явь точной ориентации ельно сварочно датчика или с овке.трубы й голеИзвестны датчикибины проплавлевия, смент, занвмаюший стное положение относгорелки 1 1.Наиболее близкимности к предлагаемодля контроля глубиныков труб, содержашиторого установленДатчик помещен вСледящая головка пов ориевтвруется на шНедостатком извляется необходимостфотоэлемента относитредки и расположени оздов, В. Н. Фоменко и В, А. Гаврило дяшей головки трубы внутри трубы вовремя ее сварки.При нарушении ориентации датчикачасть излучения не попадает на фотоэлемент и вырабатываемый им электричес кий сигнал не соответствует величинепроплавления. По этой причине системыуправления процессом сварки не могутподдерживать величину.проплавления нанеобходимом уровне, отвечающем требсь О ваниям качества, и в результате в сварочном соединении образуется чрезмерное проплавление или прожоги.Цель изобретения - повышение качества сварных соединений труб.Указанная цель достигается тем, чтов датчике контроля глубины проплавленияпри сварке стыков. труб, содержащем корпус, внутри которого установлен фотоэлемент, корпус выполнен в виде полого гоконуса, внутренняя поверхность которогоснабжена отражающим слоем, а основание выполнено непроницаемым для светового излучения и с отверстием для3 969 свариваемой трубы, при этом фотоэлемент смонтирован в вершине конуса.Выполнение датчика в виде конуса с отражающей внутренней поверхностью позволяет концентрировать поток излучения от зоны нагретбго металла в его вершине, где расположен фотоэлемент, Основание конуса задерживает поток светового излучения сварочной дуги снаружи. При этом независимо от положения сварочной горелки датчик остается неподвижным и не требует расположения его внутри трубы, Таким образом, вырабатываемый фотоэлементом электрический сигнал дает более полную информацию о величине проплавления, что позволяет поддерживать его на уровне, обеспечивающем высокое качество сварки.На фиг. 1 показан датчик, общий вид; на фиг, 2 - пример практического исопользования датчика в системе автоматической регулировки проплавления (САРП),Датчик состоит из полого конуса 1, фотоэлемента 2, расположенного в вершине конуса 1, В основании 3 конуса 1 выполнено отверстие 4. Диаметр отверстия 4 равен наружному диаметру трубы 5, На внутреннюю поверхность конуса 1 нанесен отражающий блой 6.Датчик работает следующим образом.Конус 1, установленный на штативе, (не показан), одевается на свариваемую трубу 5. Основание 3 конуса 1 выполнено непроницаемым для светового излучения, например из свинца. Поток излучения от зоны нагретого металла 7 под сварочной горелкой 8 попадает на внутреннюю поверхность полого конуса 1, покрытую отражающим слоем, например серебром 6, и, .переотражаясь, концентрируется в вершине конуса 1, где помещен фотоэлемент 2, преобразующий энергию светового излучения в электрический сигнал, который преобразуется по одной из известных схем (фиг. 2) в управляющий сигнал, изменяющий сварочный ток обратно пропорционально плошади .излучающего нагретого металла, Электрический сигнал от фотоэлемента 2 поступаетна усилитель 9 постоянного тока, интегратор 10, схему сравнения 11, с опорным сигналом И, где вырабатывается управляющий сигнал, воздействующий на источник 12 сварочного тока, питающего сварочную дугу, Это происходит следующим образом. Интегральный поток электромагнитного излучения, пропорциональный плошади нагретого металла, преобразуется фотоэлементом 2 в элек 478 4 трический сигнал, поступающий на усилитель 9, усиливается и проходит черезинтегратор 10, сглаживающий высокочастотные составляющие сигнала, Затемсигнал поступает на схему 11 сравнения1где происходит сравнение исходного сигнала с опорным и вырабатывается сиг- нал рассогласования, поступающий науправляющий источник сварочного тока.10 Если сигнал, выходящий с интегратора10, больше опорцого, то сигнал рассогласования, поступающий на источник 12сварочного тока, уменьшаетсварочныйток, в сварочной цепи. Вследствие этого1 уменьшается разогрев металла и соответственно уменьшается сигнал с фотоэлемента, уменьшая в итоге сигнал рассогласования, Аналогично происходит увеличение сварочного тока в том случае,когда сигнал, поступивший с интегратора10, меньше опорного сигнала, Таким образом, с помощью предлагаемого датчика поддерживается постоянство площадинагретого металла, что эквивалентно23 постоянству уровня проплавления корняшва.Использование предлагаемого датчика для контроля глубины проплавленияпри сварке неповоротных стыков трубобеспечивает по сравнению с известнымтакие преимушества, как возможностьприменения датчика без его размещениявнутри свариваемой трубы;возможностьподдерживать необходимую для качественной сварки глубину проплавления без при 3менения систем слежения за положениемсварочной головки и фотоэлемента; сокращение расходов на испарение дефектовсварки.Формула изобретения4 ОДатчик для контроля глубины проплавления при сварке стыков труб, содержащий корпус, внутри которого установленфотоэлемент, о т л и ч а ю щ и й с я45тем, что, с целью повышения качествасварных соединений труб, корпус выполнен в виде полого конуса, внутренняябоковая поверхность которого снабженаотражающим слоем а основание выполнено непроницаемым для светового излу 0чения и с отверстием для свариваемойтрубы, при этом фотоэлемент смонтирован в вершине конуса,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР