Способ автоматического управления процессом сварки и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСМК В 23 К 9 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМ н 802 во СССР06.07.72 8 74 УПРАВРОЙСТВО ого уппри котоУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 121) 3262569/26-27(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГОЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ И УСДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ автоматическравления процессом сварки.ЯО 1006123 А ром электрод направляют вдоль стыка, по сигналу разности температур противоположных сторон сварного соединения, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет повышения точности слежения за стыком с одновременным контролем параметров сварочной ванны, сигнал разности температур формируют по результатам измерения температур точек поверхности свариваемого изделия, расположенных симметрично относительно продольйой оси стыка в околсшовной зоне, при этом дополнительно формируют сигнал суммы температур указанных точек, который затем используют для рвгу-1 лирования параметров сварочного процесса.2. Устройство для автоматического управления процессом сварки, содер" жащее приводы продольного и поперечного перемещения сварочной головки относительно стыка и датчик температуры околошовной зоны, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет повышения точности слежения за стыком с одновременным контролем параметров сварочной ванны, оно допол нительно снабжено блоком вычислеиия разности температур, сумматором, двумя усилителями, задатчиком тем,пературы, блоком сравнения и блоком коммутации, при этом датчик температуры околошовной зоны через блок коммутации связан с входами блокавычисления разности температур исумматора, выход блока вычисленияразности температур через первыйусилитель соединен с приводом поперечного перемещения сварочной голов"ки, выходы сумматора и задатчика температуры связаны с входами блокасравнения, выход которого через второй уоилитель соединен с приводомпродольного перемещения сварочнойголовки, причем этот привод связанс управляющим входом блока коммута"ции., а датчик температуры околошов"рой зоны выполнен в виде двух рядовтермодатчиков, расположенных сим-метрично по обе стороны от стыка.Изобретение относится к автомати зации в машиностроении и может быть использовано .в сварочном производстве для автоматического ведения сварочной горелки вдоль линии свар ного соединения.Известен способ автоматического управления процессом сварки, заключающийся в установке на медной прокладке, контактирующей с поверхностью свариваемых деталей, комплекта термопар. В процессе сварки производится синхронная с перемещением сварочной горелки коммутация этих термопар. Сигнал, соответствующий температурному режиму зоны сварки воздействует на параметры сварочного процесса 1.Способ и реализующее этот способ устройство обеспечивают контроль и управление режимом сварки, однако не 20 обеспечивают автоматического ведения сварочной горелки вдоль шВа,Известен способ автоматического напГ явления сварочной горелки по стыку, заключающийся в том, что 25 сигнал на коррекцию положения сварочной головки получают путем измерения разности температур свариваемых кромок 2.Известный способ не обеспечивает З 0 автоматическое направление сварочной голонки.; по стыку при сварке изделий с нечетко выраженными кромками. При измерении температуры свариваемых кромок необходимо наличие зазора или разделки в стыке, и в случае их отсутствия, кромки соприкасаются между собой и имеют одинаковую температуру независимо от положения электрода относительно стыка. Кроме того, этот способ не обеспечивает регулирование режима сварки. Известно устройство для ориентации электрода относительно свариваемого стыка, содержащее приводы нродольного и йоперечного перемещения сварочной головки относительно. стыка. Ориентация электрода относительно стыка осуществляется в нем посредст" вом сканирующего пирометрического датчика, регистрирующего минимум температурного поля характеризующего ось стыка3.Известное устройство не обеспеф чивает регулирование режима сварки и автоматического направления свароч ной головки по стыку при сварке изделий с негарантированным зазором.Целью изобретения является повышение качества сварки эа счет повы- шения точности слежения за стыком с одновременным контролем параметров сварочной ванны.Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом, сварки, при котором электрод направляют вдоль стыка по сигналам разности температур противоположных сторон сварного соединения, сигнал разности температурформируют по результатам измерениятемператур точек поверхности свариваемого иэделия, расположенных симметрично относительно продольнойоси стыка в околошовной зоне, приэтом дополнительно формируют сигналсуммы температур указанных точек,а полученный сигнал используют длярегулирования параметров сварочногопроцесса. Эта цель достигается устройством для автоматического управления процессом сварки, содержащем приводы продольного и поперечного переме50 щения сварочной головки относитель-но стыка и датчик температуры околошовной зоны, которое дополнительноснабжено блоком вычисления разноститемператур, сумматором, двумя усилителями, задатчиком температуры, блоком сравнения и блоком коммутации,при этом датчик температуры околошовной зоны через блок коммутациисвязан с входами блока вычисленияразности температур и сумматора,.выход блока вычисления разности температур через первый усилитель соединен с приводом поперечного переме"щения сварочной головки, выходы сумматора и задатчика температуры связаны с входами блока сравнения, выход которого через второй усилительсоединен с приводом продольного пере.мещения сварочной головки, причемэтот привод связан с управляющим . входом блока коммутации, а датчиктемпературы околошовной зоны выполнен в виде двух рядов термодатчиков,расположенных симметрично по обестороны .от стыка.На фиг. 1 показана схема расположения термодатчиков устройства; наФиг. 2 " блок-схема. устройства, по"ясняющего способ.1 30Устройство, содержит термодатчики1,2, например, термопары, расположенные попарно на равном удаленииот стыка 3, электрод.4, возбуждаю"щий электрическую дугу 5, Выходытермодатчиков 1,2 через блок 6 ком.мутации связаны с сумматором 7 иблоком 8 вычисления разности температур. Сумматор 7 подключен кблоку 9 сравнения, второй вход которого связан с задатчиком 10 температуры, а выход через усилитель 11- . с приводом 12 продольного перемещения сварочной головки, Выход блока8 вычисления разности температурчерез усилитель 13 связан с приводом 14 поперечного перемещения сварочной головки.Устройство работает следующим ,образом.Электрическая дуга 5 нагревает свариваемые конструкции, вызывая образование вдоль стыка 3 температурных полей, выходящих за пределы дугового разряда.При изменении погонной энергии относительно номинального значения 55 происходит изменение ширины проплав ления и соответствующее изменение температуры в точках расположения ,датчиков 1,2.Сигналы с датчиков 1,2 суммируются сумматором 7Задатчик 10 температуры Формирует опорное напряжение, соответствующее заданной температуре (заданному проплавлению), В блоке 9 сравнения происходит сравнение опорного напря-. жения с напряжением, соответствующим суммарной температуре,в точках установки датчиков 1 2Далее полученный сигнал управляет приводом 12 продольного перемещения сварочной головки,Изменение скорости продольного перемещения сварочной головки соответствует изменению скорости сварки, что в замкнутом контуре регулирования приводит к стабилизации погонной энер гии.При смещении сварочного электрода относительно стыка, в блоке 8 вычисления разности температур выделяется сигнал разности температур измеренных датчиками 1,2. Разностный сигнал усиливается и подается на привод 14 поперечного перемещением сварочной головки, который направляет электрод по стыку. С целью увеличения точности слежения за стыком и точности стабилизации проплавления устройство содержит блок 6 коммута" ции, парные входы которого соединяют .с соответствующей парой термодатчиков. Переключение входов блока 6 коммутации синхронизировано со скоростью перемещения сварочного электрода, благодаря чему в каждый момент време ни используются сигналы только двух ближайших к электроду, противоположно расположенных датчиков.Способ и реализукщее его;.строй-. ство позволяет обеспечить направление электрода по стыку с одновременным регулированием режима сварки при использовании однотипных датчиков,Способ предназначен для сварки стыковых соединений, преимущественно без зазора в стыке, и позволяет регулировать режим сварки при наличии возмущений, действующих в сварочном контуре.1006123 ставитель Н. Лхред Т.Маточк Ша едак тор ое каз ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Фил 06/23 Тираж 1104 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, ЖдыженскаяКорректор А. Дзя Подписо комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5