Устройство для контроля качества сварного соединения

,13,;, 13 НВЛНИйЕА АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТ ническии инс В. В. С ко тво СССР/24, 1982.1049216. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для контроля качества сварных соединений, преимущественно при конденсаторной ударной сварке. Изобретение позволяет повысить точность контроля установки за счет введения компаратора ускорения выше нормы и триггера. Это позволит учесть ситуацию возникновения усилия выше нормы и сортировать готовйе изделия без вмешательства сварщика, Введение двухвходового элемента ИЛИ позволяет выявить ситуацию ухудшения технического состояния сварочной установки. 2 ил.Дополнительное к авт. св.5 10 15 20 25 30 Изобретение относится к сварочному производству, может быть использовано для контроля качества сварных соединений, преимущественно при конденсаторной ударной сварке, и является усовершенствованием устройства по авт. св.1049216.Целью изобретерия является повышение точности контроля сварки.Поставленная цель достигается за счет автоматизации контроля параметров режима в процессе сварки.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства.Устройство для контроля качества сварного соединения содержит датчик 1 сварочного напряжения, датчик 2 сварочного тока, датчик 3 ускорения подвижного электрода, усилитель 4 с переменным коэффициентом усиления, компаратор 5 напряжений,компаратор 6 тока, компаратор 7 ускорения, блок 8 управления режимами, блок 9 формирования признаков качества сварного соединения, формирователи 10 - 12 импульсов, компаратор 13 ускорения выше нормы, формирователь 14 импульсов, элемент ИЛИ 15, элементы И 16 и 17, регистр 18 хранения информации, триггер 19, шины 20 - 25, блок 26 диагностической индикации, классификатор 27, элемент ИЛИ 28, блок 29 индикации, автоматическое исполнительное устройство 30.Первый вход автоматического исполнительного устройства 30 соединен с первым вьходом классификатора 27, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ 28 и третьим входом блока 29 индикации. Входы и выход компаратора 13 ускорения выше нормы соединены соответственно с выходами блока 8 управления режимами и усилителя 4 и первым входом триггера 19, второй вход которого соединен с выходом формирователя 11 блока 9 формирования признаков качества сварного соединения. Выход триггера 19 соединен с входом классификатора 27. Первые четыре входа классификатора 27 соединены с четырьмя выходами (шинами 22 - 25) регистра 18 хранения информации. Все шесть выходов регистра 18 хранения информации соединены с входами блока 26 диагностической индикации шинами 20 - 25.Компаратор 13 ускорения выше нормы выполнен на микросхеме СА 1 серии 252. Триггер 19 выполнен на микросхеме ТМ 2, элемент ИЛИ 28 - на микросхеме ЛБ 1 серии 134.Тяговые электромагниты в автоматическом исполнительном устройстве выполнены на основе катушек реле РЭС 22.Временная диаграмма (фиг. 2), поясняющая принцип работы устройства, иллюстрирует ситуации образования качественного (все сигналы показаны сплошными линиями) 35 40 45 50 55 и некачественного сварного соединения (сигналы показаны пунктирными линиями).Устройство работает следующим образом.Сигналы, снимаемые с датчика 1 сварочного напряжения 1)н, датчика 2 сварочного тока Б., поступают на соответствующие входы компаратора 5 напряжения и компаратора 6 тока. Сигнал с датчика 3 ускорения подвижного электрода Бу поступает на усилитель 4 с переменным коэффициентом усиления, Сигналы с выхода усилителя 4 поступают на компаратор 7, на котором происходит формирование сигнала, определяющего достаточность усилия сжатия деталей в процессе сварки, и на компаратор 13 уси. лия выше нормы, на котором происходит формирование сигнала усилия выше нормы 11 у.н, определяющего превышение усилия сжатия деталей во время сварки допустимого уровня для образования качественного сварного соединения. Опорные напряжения, определяющие порог срабатывания ком. параторов 5 - 7 и 13, а также коэффи. циент передачи усилителя 4 задаются блоком 8 управления режимами в зависимости от типа и толщины свариваемых деталей,Тип и толщина свариваемых деталей задаются перед началом процесса сварки с помощью переключателей, установленных на панели управления устройства и коммутирующих цепи подачи различных опорных напряжений на компараторы 5- - 7 и 13 соответственно, В зависимости от типа и толщины свариваемых деталей на компараторы 5 - 7 и 13 подаются определенные ве. личины опорных напряжении (он, 11 от, 1 1 оун и 11 оу., которые вырабатываются в блоке 8 управления режимами на делителях напряжений, выполненных, например, на сопротивлениях. Величины этих напряжений определяют пороги срабатывания соответствующих компараторов. Связь четырех различных выходов блока 8 с входами компаргторов 5 - 7 и 13 показана в виде условного жгута с целью уменьшения количества связей, загромож. дающих схему устройства (фиг. 1).Усилитель 4 имеет переменный коэффициент усиления, конкретное значение которого задается перед началом процесса сварки с помощью переключателей, установленных на панели управления устройства. Не.обходимость применения усилителя с переменным коэффициентом усиления вызвана следующими причинами:величина сигнала на выходе датчика 3 ускорения подвижного электрода в зависимости от типа материала (золото, серебро, платина, нейзильбер и т.д.) и толщины сва.риваемых деталей может изменяться в 10 - 40 раз от 50 - 150 до 3 - 5 В;для реальных схем компараторов, особенно в интегральном исполнении, максимально55 допустимые уровни входных сигналов ограничены (2 - 5 В);при очень низких величинах сигналов 13 у уровни опорных напряжений 13 п на входе компаратора 7 пришлось бы устанавливать на уровне шумов, что может .привести к снижению достоверности результатов классификации. Сигнал пороговой обработки тока 13-. поступает на формирователь 10 импульса Сброс, по переднему фрОнту которого осуществляется установка в 0 регистра 18. Кроме этого, импульс Сброс с выхода формирователя 10 поступает на вход формирователя 11, где по .заднему его фронту вырабатывается синхроимпульс 13 п, определяющий временной интервал, в течение которого разрешена запись информации, полученной в результате пороговой и логической обработки сигналов параметров процесса сварки, в регистр 18 и триггер 19. С выхода формирователя 11 сигнал Бпоступает на формирователь 14, вырабатывающий импульс Временной интервал 13 пп,длительность которого определяет требуемое смещение переднего фронта сигнала пороговой обработки тока 13-., отражающего инерционность процесса разогрева свариваемых деталей, Наличие импульса 13 пп запоминается в регистре 18. Таким образом фиксируется признак, что торцы свариваемых деталей разо- греты и приплавлены на необходимую глубину, при выполнении условия достаточности сварочного тока, признаком чего является наличие сигнала 1-Сигнал пороговой обработки падения напряжения на электродах 13 ппп запоминается в регистре 18 и таким образом фиксируется признак наличия механического контакта свариваемых деталей 13 пп.Сигналы 13 пп с выхода формирователя 14 и инверсный сигнал 0 поп поступают на входы элемента И 16, с помощью которого формируется импульс поздний поджиг 13 пп, который запоминается в регистре 18, и таким образом фиксируется признак, что механический контакт свариваемых деталей возник до достижения требуемого для образования качественного сварного соединения температурного состояния торцов свариваемых деталей.Сигнал 13-. поступает также на формирователь 12, вырабатывающий по его заднему фронту импульс коррекции (ИК), который поступает на вход элемента ИЛИ 15. На второй вход этого элемента поступает также и сигнал пороговой обработки тока 13-., В результате на выходе элемента ИЛИ 15 вырабатывается скорректированный сигнал пороговой обработки тока 13.Таким образом осуществляется временная коррекция (задержка) заднего фронта сигнала 13 пп., необходимая для учета инерционности процесса остывания металла в зоне сварки. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Сигнал 13 кпот с Выхода элемента ИЛИ 15 поступает на вход элемента И 17, на второй и третий входы которого поступают соответственно проинвертированный сигнал временного интервала 13 п с второго выхода формирователя 14 и сигнал 1.1 ппп с второго выхода компаратора 5. В результате на выходе элемента И 17 вырабатывается сигнал соединения деталей в разогретом виде 13 прп, который запоминается в регистре 18. Таким образом фиксируется признак соединения свариваемых деталей в разогретом виде, отражающий то, что темйературное состояние торцов свариваемых деталей было достаточным для образования качественного соединения.Сигналы пороговой обработки усилия, пропорционального ударному ускорению подвижного электрода сварочной установки, усилие сжатия нормальное 13 узапоминается в регистре 18 т.е. фиксируется признак достаточности усилия сжатия деталей для образования качественного сварного соединения, усилие выше нормы 13 гпп запоминается в триггере 19, т.е. фиксируется признак превышения усилия сжатия деталей допустимого уровня для образования качественного сварного соединения.Таким образом, в течение каждого цикла сварки в блоке 9 формируется и запоминается ряд признаков, позволяющих определить качество сварки:наличие механического контакта сваривае - мых деталей 13 ;появление сигнала Бпп поздний поджиг, который фиксирует, что механический контакт свариваемых деталей возник до достижения требуемого для образования качественного сварного соединения температурного состояния торцов свариваемых деталей;появление сигнала Соединение деталей в разогретом виде Бпрп, который указывает, что температурное состояние торцов свариваемых деталей было достаточно для образования качественного сварного соединения;наличие усилия сжатия свариваемых деталей, достаточного для образования качественного сварного соединения Усилие в норме;наличие сигналов синхроимпульса 13 п и временного интервала 13 пп, которые указывают на наличие и достаточность сварочного тока. На выходе триггера 19 фиксируется превышение усилия сжатия свариваемых деталей допустимого уровня для образования качественного сварного соединения 13 -. С выхода блока 9 формирования признаков качества сварного соединения в виде сигналов (3 пп, 13 пп, 13 прп и 13 упп по шинам 22 - 25, показанным на фиг. 1 в виде условного жгута, и с выхода триггера 19 сигнал 13 пп поступают на классификатор 27, в котором вырабатываются сигналы 13 прпа и 13 брап о качестве сварного соединения.1291332 Формула изобретения пси и,и пклгт птги иунуги к ак г.Я. Грибова Составительндор Техред И. ВерТираж 976арственного комитета СССР п3035, Москва, Ж - 35, Раушно.полиграфическое предпринт Редактор А. ШаЗаказ 81/15ВНИИПИ Госу1Производствен с Корректор Подписное делам изобретений кая наб., д. 4/5 е, г. Ужгород, ул. Пткрыти ектная С выхода блока 9 сигналы 13 срв и Цпо шинам 24 и 25 поступают на входыэлемента ИЛИ 15, который формирует сигналРазладка,5Появление сигнала Разладка свидетель.ствует о том, что во время данного цикла сварки брак произошел в основном из-зауменьшения усилия сжатия деталей, т.е. плохого технического состояния механическойю 10части сварочнои установки.Сигналы 13 пи, оси, 3 пи, 3 пп, 13 срв и13 уси с выхода блока 9 формирования признаков качественного соединения по шинам20 - 25 соответственно поступают на блок 26диагностической индикации. По состояниюдиагностической индикации можно определить работоспособность прибора и возможную причину брака в каждом цикле сварки.Сигналы Норма, Брак, Разладкапоступают в блок 29 индикации, которыйпредназначен для пассивного отображения 20этих сигналов,Сигналы Норма и Разладка поступают на вход автоматического исполнительного устройства ЗО, которое позволяет осуществить сортировку готовых изделий безвмешательства сварщика. Эти сигналы поступают на управление тяговыми электромагнитами привода заслонки соответствующегоконтейнера. В исходном состоянии устройства попадание сварных узлов возможно только в контейнер бракованных изделий.30Предлагаемое устройство позволяет вовремя принятия решения о качестве сварного соединения учесть ситуацию возникновения усилия выше нормы и сортировать готовые изделия без вмешательства сварщика, что приводит к повышению точности контроля и повышению производительности труда, а выработка признака разладки сварочной установки позволяет расширить функциональные возможности. Устройство для контроля качества сварного соединения по авт. св.1049216, отлинаюи 4 ееся тем, что, с целью повышения точности контроля качества сварки, оно снабжено компаратором ускорения выше нормы, триггером, элементом ИЛИ и автоматическим исполнительным устройством, при этом первый вход автоматического исполнительного устройства соединен с первым выходом классификатора, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ и третьим входом блока индикации, входы и выход компаратора ускорения выше нормы соединены соответственно с выходами блока управления режимами и усилителя и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя блока формирования признаков качества сварного соединения, а выход триггера соединен с пятым входом классификатора, при этом первые четыревхода его соединены с четырьмя выходами регистра храрнения информации, причем все шесть выходов регистра хранения информации соединены с входами блока диагностической информации.