Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки труб

(19) ( 114 В 23 К 130 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ г,Ъ о УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ 21) 3960856/25-2722) 07.08.8546) 30.10.87. Бюл. У 4071) Ленинградский электротехничеий институт им. В,И.Ульянова (Ле книна)(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫСОКОЧАСТОТНОЙСВАРКИ ТРУБ(57) Изобретение относится к высокчастотной сварке труб и может бытьиспользовано для автоматического ргулирования процесса сварки. Цельюизобретения является улучшение качества сварного соединения путем и вышения точности регулирования процесса высокочастотной сварки труб эасчет контроля интенсивности оплавления свариваемых кромок. Для ее достижения оценивается частота воздействия возмущающих факторовЗатем выделяется напряжение, обладающее частотным диапазоном от 70 до 300 Гц.Сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе, изменяют в соответствии со скоростью сварки и заданной температурой. Полученную информацию используют для воздействия на мощность источника питания нагревательного устройства. а За счет изменения коэф. усиления каЙ нала возможно обеспечение устойчивой работы системы автоматического регулирования во всем диапазоне скоростей сварки. 1 ил.сИзобретение относится к технике высокочастотной сварки труб и может быть использовано для автоматическо- го регулирования процесса сварки.Цель изобретения - улучшение качества сварного соединения путем повышения точности регулирования процесса высокочастотной сварки труб эа счет контроля интенсивности оплавле п ния свариваемых кромок.На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит токоподвод 1, 15 информационные выводы которого через блок 2 детектора с фильтром, блок 3 разделительного конденсатора усилитель 4, детектор 5 и интегратор 6 подключены к первому входу блока 7 20 умножения. Выход датчика 8 скорости сварки соединен с вторым входом блока 7 умножения и через блок 9 нелинейного преобразования сигнала с вторым входом блока 10 сумматоров, пер вый и третий входы которого подключены к выходам блока 7 умножения и задатчика 11 температуры нагрева свариваемых кромок трубной заготовки. Выход блока 1 О сумматора подключен к 30 входу схемы 12 управления мощностью источника питания.Устройство работает следующим образом.Токоподвод 1 создает рабочий магнитнь:й поток, который, проходя в электромагнитной системе, осуществляет нагрев свариваемых кромок трубной заготовки. Сигнал высокой частоты с информационных выводов токопод вода 1 поступает в блок 2 детектора с фильтром, где осуществляется его детектирование с помощью однополупериодного выпрямителя, а затем полученный сигнал фильтруется посредст вом параллельно подключенного к выходу выпрямителя конденсатора, что позволяет на выходе блока 2 детектора с фильтром получить сигнал постоянного тока, освобожденного от пульсаций напряжения с частотой источника питания. Затем рассматриваемый сигнал поступает на вход блока 3 раздели-. тельного конденсатора, предназначенного для выделения переенй составляющей информационного сигнала, а также для его отстройки от влияния изменения сопротивления нагрузки, вызванного перемещением точки схождения свариваемых кромок трубной заготовки, изменением угла их схождения и ряда других параметров, связанных с физическими свойствами и геометрическими размерами исходного штрипса. Обработанный таким образом сигнал усиливается усилителем 4, после чего подается на вход детектора 5, где осуществляется детектирование сигнала с помощью однополупериодного выпрямителя. Сигнал, пропорциональный среднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе, получается на выходе интегратора 6. Для коррекции коэффициента усиления канала обработки информации выход интегратора 6 подключен к первому входу блока 7 умножения, причем на его второй вход подается сигнал, пропорциональный скорости перемещения трубной заготовки, с выхода датчика 8 скорости сварки. Одновременно сигнал с выхода датчика 8 скорости сварки поступает на вход блока 9 нелинейного преобразования сигнала, в котором реализуется закон изменения мощности источника питания в зависимости от скорости сварки. Полученные таким образом сигналы подаются на вход блока сумматоров, где осуществляется сравнение сигнала, поступающего с выхода блока 7 умножения, с сигналом задатчика 11 температуры нагрева свариваемых кромок трубной заготовки, а результирующий сигнал суммируется с сигналом, поступающим с выхода блока 9 нелинейного преобразования сигнала. Схема 12 управления мощностью источника питания осуществляет коррекцию уровня анодного напряжения в соответствии с требуемой мощностью для нагрева свариваемых кромок трубной заготовки, стабилизируя тем самым процесс сварки.Процесс высокочастотной сварки подвержен воздействию ряда возмущающих факторов, связанных как с изменением геометрических размеров и физических свойств исходного штрипса, так и с биением формующих трубную заготовку валков. Указанные возмущения влияют на протекание процесса сварки, сказываясь прежде всего на основных геометрических размерах электромагнитной системы, к которым относятся длина и угол схождения свариваемых кромок. В результате изменения гео1 Л 8118 метрических размерок трубной эаготово ки ее электрическое сопротивление также изменяется, что, в свою очередь, сказывается на напрлжении ис( точника питания. Амплитуда иэмецеццл напряжения источника питания эависчгт от степени отклонения перечисленных параметров от заданных, а частота их изменения не превышает 1 О Гц, что 10 обусловлено причинами их возникновения.Наличие интенсивного оплавления свариваемых кромок в точке цх схождения, а также воздействие электро динамических сил магнитного поля и прогретый выше температуры плавления металл приводят к образованию Участка, на котором сваринаемые кромки располагаются грактически па 1 аллель- У 0друг Другу, Протяженность этого участка зависит от степени цагревсвариваемых кромок и характеризует качество получаемого сварного соединения. Таким образом, стабили ация процесса сварки во зможна за счет поддержания протяженности указанного участка равной заданцой величине независимо от перемещения точки схожления свариваемых кромок, изменения уг ла, образованного между ними, а также воздействия ца процесс других возмущающих факторов, Оплан.енцый и точке схождения скариваем;х кромок металл удаляется из указанной облас 35 ти электродинамическими силами леТаким образом, по сравнению с извезным предлагаемый способ автоматичекого регулирования обеспечивает к, зможцость повышения точности регулирования режима снарки за счет исгольэовация в качестве управляющего коз-еиствия сигнал, характеризующий ицтсцгсивность оплавления свариваеиах кромок и протяженность участка, на котором это происходит, возможность 55 тромагнитного поля в виде капель,периодически проходящих по узкомузазору в область места обраэокагцлсварного соединения. При этом осуществляется эамькани параллельнорасположенных кромок трубной заготовки, что сказывается (хотя и н оценьнезначительной степени) на изменении сопротивления нагрузки, а следовательно, и ца напряжении на ицдукторе. Изменение среднего значения амплитуды выпрямленного напряжения цаиндукторе в этом случае (при прочихравных условиях) зависит от протяжен 50 ности рассматриваемого участка, чтоопределяется интенсивностью оплавления свариваемых кромок и скоростьюобразования перемычек, Частота изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе находится н диапазоне 70-300 Гц. Связанные с частотой источника питания (высокочастотного сварочного генератора) пульсациц укаэанного напряжения, возникающие г 1 осл детектирования сигнала, с 1 лажинаются фильтром высоких частот.Таким образом, для получения сигнала, пропорционального протяженности участка зазора, образованного параллельно расположенными кромками в области их оплавления, необходимо обеспечить его отстройку от изменения цапряжения на ицдукторе, которое определяется перемещением точки схожцеьцл сгариваемых кромок, угла, образован ого ими, а также других возмущающих Фактопон, воздействующих на процесс сварки, а следовательно, ска ынающихся на изменении напряжения ца ицдукторе, Причем изменение протяженности области оплавления к 1 мок сказывается на величине напрлжецця ца ицдукторе в меньшей степени, чем любой из перечисленных Факторов. В связи с этим необходимое усовце для получения достоверной информации - это обработка сигнала, гропорциональцого изменению значеццг амплитуды выпрямленного напряжения ца идукторе, с использованием сушетнующего различия частотных пи акопов воздействия возмущающих Фа.;горов на процесс сварки.11 сцользование при производстве труб различных скоростей сварки при;юдит к необходимости именения мощцосги, потребляемой от источника питания,ц широких пределах. В связи с г;им,лл грубого изменения мощности источника питания в зависимости от ; сти сварки целесоооразно при Формир,.нации управляющего воздействия ипользовать сигнал, зависящий от этого параметра. Кроме того, изменение скорости в широких пределах является причиной введения коррекции коэффициента усиления по каналу обработки инФормации, связанной с определецием протяженности участка оплавлепил вариваемых кромок1348118 оставитель В.Пучинскийехред М.Моргентал ейи едактор А.Ог тор Подписмитета СССРоткрытий каз 5150 ВИИИПИ огопо ний 113035 Р е Тираж 969 Государственнделам изобрете Москва, Жушская наб д,полиграфическое Производств повышения надежности работы системы управления за счет обеспечения помехозащищенности устройства, реализующего способ автоматического регули 5 рования процесса высокочастотной сварки труб, а также устойчивую работу системы автоматического регулирования во всем диапазоне скоростей сварки вследствие изменения коэффи циента усиления канала обработки информации,формула.изобретения 15Способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки груб, заключающийся.в том, что воздействуют на мощность источника пита-. ния нагревательного устройства в за висимости от сигнала, характеризующего изменения амплитуды напряженияв сварочном контуре, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества сварного соединения путем повышения точности регулирования,в качестве управляющего сигнала используют сигнал, пропорциональныйсреднему значению изменения амплитуды выпрямленного напряжения на индукторе в диапазоне частот 70-300 Гц,который увеличивают пропорциональноскорости перемещения трубной заготовки, а затем суммируют с сигналом,являющимся функцией от скорости этого перемещения, и сигналом, пропорциональным заданной температуре нагрева свариваемых кромок трубной заготовкиятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4