Устройство для автоматического управления процессом сварки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфюэ СоветскихСоцналнетнческнхРеспублмн К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 24.11,81 (21) 3357744/25-27 Я) М КП,з с присоединением заявки Но В 23 К 9/10 4 осударстненный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 230283 К.А.Валентинович, Л.Ф,Чумак, В,А.АЫр 3 инув и В,А,Смирнов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ Изобретение относится к автомати. зации в машиностроении и может быть использовано в сварочном производстве длярегулирования параметров режи" ма сварки стыковых соединений с Формированием корня шва без применения подкладок.Известно устройство для автомати.ческого управления процессом сварки, стабилизирующее форму проплавления, содержащее узел измерения ширины шва, задатчик, узел управления током сварки, а также узлы измерения режимов сварки, ширины зазора в стыке, высоты усиления и скорости подачи присадочной проволоки 11)Недостатком известного устройства является то, что оно применимо в основном для односторонней сварки с использованием прокладок и в случае сваркина весу малоэффективно, так как основной параметр - ширина корня шва при этом не контролируется, что может привести к непроварам или прожогам при действии неконтролируемых возмущений - изменений положения сварочной ванны в пространстве, угла положения электрода, отклонения длины дуги и т.д. Известно также устройство для регулирования режима сварки по ширинекорня шва, содержащее блок измеренияширины корня шва, эадатчик шириныкорня шва, блок сравнения, подключенный к блоку измерения ширины корняшва и к задатчику ширины корня шва,усилитель выходного сигнала блокасравнения и узел управления током.сварки 12),Однако это устройство стабилизирует только ширину корня шва,в то времякак ширина шва может изменяться весьма значительно, например при сваркенеповоротных стыков, что приводит кснижению прочностных характеристикшва и появлению в нем дефектов.Целью изобретения является повышение качества сварного соединенияпутем обеспечения стабильности формыпроплавления шва.Эта цель достигается тем, что вустройство для автоматического управления процессом сварки с регулированием ширины корня шва, содержащееузел измерения ширины корня шва, задатчик ширины корня шва, блок сравнения ширины корня шва, соединенныйс выходами узла измерения ширины корЗО ня шва и эадатчика ширины корня шва, 998043усилитель выходного сигнала блока сравнения ширины корня шва и узел управления током сварки, подключенный к выходу укаэанного усилителя, дополнительно введены узел измерения ширины шва, задатчик ширины шва, блок 5 сравнения ширины шва, блок сравнения 1 отклонений, усилитель выходного сигнала блока сравнения отклонений и узел управления скоростью сварки, причем блок сравнения отклонений под ключен своими входами к выходам блоков сравнения ширины корня шва и ширины шва, выход усилителя выходного сигнала блока сравнения отклонений подключен к входу узла управления 15 скоростью сварки, а выходы узла измерения ширины шва и задатчика ширины шва соединены с входами блока сравнения ширины шва.На Фиг. 1 показана блок-схема уст- О ройства для автоматического управле" нхя процессом сварки на Фиг. 2сечение сварного шва с графической расшифровкой условных обозначений.Устройство содержит задатчик 1 ширины корня шва, задатчик 2 ширины шва, предназначенные для задания номинальных значений ширины корня шва и ширины шва соответственно перед началом сварки, узел 3 измерения ширины корня шва, включающий в себя датчик ширины корня шва, например фотоэлектрический, располагаемый со стороны корня шва, и механизм синхронного перемещения датчика со сварочной головкой, узел 4 измерения ширины шва, состоящий из датчика ши" рины шва (он может быть. выполнен аналогичным датчику ширины Корня шва) и механизма крепления его на сварочной головке, блок 5 сравнения ширины 40 корня шва, связанный своими входами с эадатчиком 1 ширины корня шва и узлом 3 измерения ширины корня шва, блок б сравнения ширины шва, подклю" ченный к задатчику 2 ширины шва и к узлу 4 измерения ширины шва, усилитель 7 выходного сигнала рассогласования блока 5 сравнения ширины корня шва, узел 8 управления током сварки, управляющий источником питания и изменяющий ток сварки в соответствии с выходным сигналом усилителя 7, блок 9 сравнения отклонений, подключенный своими входами к блоку 5 срав" нения ширины шва, вырабатывающий сигнал изменения конусности шва, усилитель 10 выходного сигнала бло" ка сравнения отклонений, соединенный своим выходом с узлом 11 управления скоростью сварки, управляющий двигателем перемещения сварочной головки,Устройство работает следующим образом.Датчики ширины корня шва и ширины шва (например термопары, располагае" мые на некотором удалении от шва) уз лов 3 и 4 измерения ширины корня шваи измерения ширины шва вырабатываютсигналы, пропорциональные ширинекорня шва и ширине шва соответственно.При наличии отклонеиия Формы шваот номинальной, устанавливаемой эаЬатчиками 1 и 2, в блоках 5 и б сравнения появляются сигналы отклоненийширины шва и ширины корнЯ шва. Сигнал отклонения ширины корня шва (про.плава) ЬВп усиливается усилителем 7и управляет током сварки так, чтоотклонение ширины корня шва (проплава) от заданной величины уменьшается. Например, при увеличении шириныкорня шва (проплава) от заданной вырабатывается сигнал на уменьшение-тока, и ширина проплава уменьшается.Отклонения ширины шва ЬВш и ширины корня шва (проплава) ЬВ в проицессе сварки непрерывно сравниваютсяв блоке 9 сравнения отклонений,Увеличение скорости сварки Чприводит к увеличению градиента температур по толщине свариваемого изделия и, соответственно, к увеличению угла наклона изотерм в поперечном сечении шва. При изменении сварочного тока наклон изотерм не меняется.Следовательно, конусность швадля одной и той же ширины корня швабольше при большей скорости сварки,и изменяя скорость сварки, можно регулировать конусность шва,При необходимости изменения конусности шва вырабатывается сигнална изменение скорости сварки ЬЧсв,который усиливается усилителем 10,и подается в блок 11 управления скоростью сварки, изменяющий скоростьсваркиНапример, при увеличенииконусности шва вырабатываетсясигнал на уменьшение скорости сварки, что приводит к более равномерному проплавлению. Одновременно с уменьшением скорости сварки уменьшаетсяи ток сварки, так,как уменьшение скорости сварки приводит к появлениюсигнала рассогласования на выходеблока 5,Таким образом, по сравнению с известным применение предлагаемого устройства обеспечивает поддержание фор"мы проплавления в заданных пределах,уменьшение вероятности появления де"Фектов шва, повышение прочностных характеристик шва и, следовательно, бо.лее стабильное качество сварных соединений.Формула изобретенияУстройство для автоматического управления процессом сварки, содержащее узел измерения ширины корня.998043 Составитель В,Покрввскиктор В,Данко Техред Л,Пекарь ек тор Л. Бокшан Заказ 1022/22 ВНИИПИ по де 113035, Тираж 1104осударственног м изобретений осква, Ж,писн о комитета СССРи открытийаушская наб д, 4/ П Патент, г,ужгород, .Ул.Проектная,лиа шва, задатчик ширины корня шва, блоксравнения ширины корня шва, соединенный с выходами узла измерения шириныкорня шва и задатчика ширины корняшва, усилитель .выходного сигнала бло"ка сравнения ширины корня шва и узелуправления током сварки, подключенныйк выходу укаэанного усилителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного сое"динения путем обеспечения стабильнос-оти формы проплавления шва, в,негодополнительно введены узел измеренияширины шва, задатчик ширины шва, блоксравнения ширины шва, блок сравненияотклонений, усилитель выходного сигнала блока сравнения отклонений и узел управления скоростью сварки,причем блок сравнения отклонений под"ключен своими входами к выходам бло"ков сравнения ширины корня шва и ширины шва, выход усилителя выходногосигнала блока сравнения отклоненийподключен к входу узла управленияскоростью сварки, а выходы узла из"мерения ширины шва и задатчика шири"ны шва соединены с входами блока сравнения ширины шва.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 612758, кл. В 23 К 9/10, 14.06.76,2. Патент СЬИ 9 3335254,кл. 219-60, 08,0867 (прототип)