Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки

Союа СоветскихСоциалистичесникРеспубики ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРС НОМУ СВИДЕТЕЬЬСТВУ и 994182(51)М. Кл. В 23 К 13/00 Гвеударствееый квактвт СССР Ю леван кзевретевкйн юткрытийЕ,А, Пантелеймонов, Ю.Н. Скачко и В.В, По ухин" ":- Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамениинститут электросварки им. Е.О. Патона(5 Й) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ1Изобретение относится к металлур гической промышленности, а точнее к области производства способом высокочастотной сварки длинномерных металлических изделий,Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при автоматическом регулировании процесса вы" сокочастотной сварки металлических изделий преимущественно большой тол"-О щины при значительной длине участка оплавления кромок.Известен способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором в качестве регулирующего сигнала используют амплитуду пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре, возни" кающих при периодических изменениях положения точек схода кромок трубных щ заготовок ,1 1.Недостатком этого способа является то, что амплитуда пульсаций напряжения в сварочном контуре определяет" 2ся не только изменением комплексного сопротивления нагрузки, но и абсолютным значением комплексного сопротив" ления, когда возможен режим, при котором пульсаций высокочастотного напряжения в сварочном контуре вообще не существует, а наблюдаются пуль" сации сварочного тока. Недостатком способа является также то, что ампли" туда пульсаций высокочастотного напря" жения в сварочном контуре зависит от электрических характеристик сварочных индукторов, которые в условиях за" водской эксплуатации подвергаются замене и ремонту, что приводит к изме" нению их электрических характеристик. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, заключаю" щийся в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима свар"ки и оценке и корректировке.парамет" ,ров режима сварки 2 .Недостаток предложенного способа заключается в том, что в зависимости от величины комплексного сопротивле" 3 ния нагрузки и положения рабочей точ". ки на внешней характеристикв источни" ка нагрева изменение комплексного со- противления нагрузки может не визы" вать изменение напряжения в свароч" 1 в ном контуре, что снижает надежность системы регулирования, Другим недостатком предложенного способа является то, что применительно к процессу высокочастотной сварки изделий боль ф шой толщины апособ не учитывает наличия двух диапазонов частот оплавления: низкочастотного, отражающего возникновение долгоживущих перемычек жидкого металла на участке оплавления, и высокочастотного вследствие возникновения короткоживущих перемы" чек.Целью изобретения является повышение надежности системы регулирова"И ния процесса высокочастотной сварки .Цель достигается тем, что в спо" собе автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, за" ключающемся в измерении частоты пуль" саций электрических параметров режи" ма сварки и оценке и корректировке параметров режима сварки, измеряют пульсации комплексного сопротивле" ния нагрузки, разделяют их на состав" ЗЗ ляющие по частоте " высокочастотную и низкочастотную, и в качестве регулирующего параметра используют частоту низкочастотной составляющей пульсаций комплексного сопротивления на- фО грузки.П р и м е р. Сигнал с датчика со" противления, пропорциональный комплексному сопротивлению нагрузки, по" дается на вход фильтра низкой часто" ф ты, где осуществляется фильтрация высокочастотных пульсаций комплексного сопротивления нагрузки, вызванных возникновением короткоживущих пере" мычек жидкого металла и выделение И низкочастотных пульсаций, Частота появления долгоживущих перемычек жидко" го металла является задатчиком для регулятора мощности источников нагрева,Анализ процесса оплавления при .вы сокочастотной сварке изделий большой толщины показал, что на участке оплав" ления свариваемых кромок образуются переььчки жидкого металла, которые имеют различное время существования,Перемычки жидкого металла, имеющие значительную массу, под действи" ем электромагнитных сил сдвигаются в направлении точки соединения и за время своего существования проходят всю длину участка оплавления, Такие перемычки жидкого металла можно на" звать долгоживущими.Одновременно на участке оплавления образуются и взрываются перемычки жидкого металла, имеющие значи" тельно меньшую массу. Время сущест" вования таких короткоживущих перемычек на порядок меньше, чем долгожи" вущих, а частота возникновения в 5 "8 раз больше Существование долго" живущих перемычек жидкого металла благоприятно сказывается на разогре" ве металла перед осадкой, Наибольшая плотность тока, текущего вдоль свариваемых кромок, вследствие действия эффекта близости и краевого эФфекта наблюдается на боковых поверхностяхсвариваемцх кромок, что особенно сказывается при сварке изделий бопьшойтолщины. Возникшая в точке схождениядолгоживущая перемычка жидкого металла является концентратором энергии и за время своего существования, пройдя всю длину участка оплавления,значительно выравнивает разогрев свариваемцх кромок по толщине, Следова" тельно, различна частота образования перемычек жидкого металла, различно и их влияние на процесс оплавления,Испытание предложенного способаавтоматического регулирования процесса высокочастотной сварки было проведено при сварке полос шириной 55 мм, толщиной 6-12 мм из различныхтюзов сталей. Анализ процесса оплав" ления путем осциллографирования основных электрических и механическихпараметров режима сварки и исследование качества сварных соединений показали пригодность способа для автоматического регулирования процесса сварки. В частности, при сварке полос из стали 1 ЙХГС толщиной 7 мм прискорости сварки 5 м/мин частота долгоживущих перемычек составляла 60 70 Гц, частота короткоживущих перемычек составляла 250-350 Гц.Способ позволяет осуществлять регулирование процесса сварки иэделийбольшой толщины ври значительной дли"5 ;:99418не участка оплавления, используя,что особенно важно, один из техноаегических параметров режима сваркикомплексное сопротивление, нагрузкии его колебания в процессе оплавле" йния, а так же ту особенность процес"са оплавления, когда иа разогрев ме".талла на участке оплавления большоевлияние оказывают долгоживущие пере"мычки жидкого металла, . 1 фФормула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, ф заключающийся .в измерении частоты пульсаций электрических параметров режима сварки и оценке и корректи 2 бровке параметров режима сварки, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це" лью повышения надежности системам регулирования, измеряют пульсации комплексного сопротивления нагрузки, разделяют их на составляющие по частоте - высокочастотную и низкочастот" ную, и в качестве регулирующего пара" метра используют частоту низкочастот" ной составляющей комплексного сопротивления нагрузкиИсточники инФормации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетеьетво СССР У 335889, кл. 8 23 К 13/ОО1976.2, Авторское свидетельство СССР Е 366945,.кл. В 23 К 13/06 1971 1, двожеае 1, Составитель 8, ГанюшинРедактор Н. Багиоова Техред С.Иигунова Корректор Г. РешетникЗаказ 712/7 ав Тиражж 110. ПодписйоеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 13035 Москва Ж Раушская наб. а, 4/535 ел въФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,